网络协议与网络体系结构


网络体系结构重要概念

  1. 协议:为计算机网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。
  2. 分层:分层次(Layer)是人们处理复杂问题的基本方法。当人们遇到一个复杂问题的时候,通常习惯将其分解为若干个小问题,再一一进行处理。
  3. 接口:接口:相邻两层之间的边界,在接口处规定了低层向上层提供的服务以及服务所使用的形式规范语句(服务原语)。
  4. 服务:某一层提供的功能,并能通过接口提供给其相邻上层。
  5. 网络体系结构:对计算机网络的各层功能精确定义及其各层遵守协议的集合。
  6. 协议栈:网络各层协议按层次顺序排列而成的协议序列。

OSI失败的原因

  1. OSI的专家们缺乏实际经验,他们在完成OSI标准时缺乏商业动力
  2. OSI的协议实现起来过于复杂,而且运行效率很低
  3. OSI标准的制定周期太长,因而使得OSI标准生产的设备无法及时进入市场
  4. OSI的层次划分不太合理,有些功能在多个层次中重复出现

网络协议三要素

  1. 语法:数据与控制信息的结构或格式(怎么做)
  2. 语义:需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应(做什么)
  3. 时序:即事件实现顺序的详细说明(做的顺序)

分层的好处

  1. 各层之间是独立的:某一层不需要知道其他层如何实现,仅仅需要知道通过层间接口所提供的服务
  2. 灵活性好:只要层间接口关系不变,则其他层均不受影响
  3. 结构上可分割开:各层都可以采用最合适的技术实现
  4. 易于实现和维护:使得实现和调试一个庞大又复杂的系统变得易于处理,因为整个系统被分解为若干个相对独立的子系统了
  5. 能促进标准化工作:因为每一层的功能及其所提供的服务都已经有了精确的说明

通常各层所要完成的功能主要有以下一些

  1. 差错控制:使相应层次对等方的通信更加可靠
  2. 流量控制:发送端的发送速率必须使接收端来得及接收
  3. 分段和重装:发送端将要发送的数据块划分为更小的单位,在接收端复原
  4. 复用和分用:发送端几个高层会话复用一条低层的连接,在接收端再进行分用
  5. 连接建立和释放:交换数据前先建立一条逻辑连接,数据传输结束后释放连接

分层也有缺点,有些功能会在不同的层次中重复出现,因而产生额外的开销

体系结构是抽象的,而实现则是具体的,是真正在运行的计算机硬件和软件