计算机架构两大体系 计算机网络架构有哪些


计算机架构两大体系 计算机网络架构有哪些

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目录
1 为什么要分层 ?
2 三个体系机构
2.1 OSI七层体系结构2.2 TCP/IP四层体系2.3 原理教学的五层体系结构1 为什么要分层?
在学习了解三个计算机体系结构之前 , 我们应该先了解一个问题:为什么要分层?要回答这个问题 , 我们需要先了解我们的需求——实现主机与主机之前的通信 。
如果你是一个设计者 , 你该如何考虑实现两台主机之前的通信问题呢?
首先 , 我们以实现主机A向主机B发送一个文件为例 , 我们需要考虑以下问题:
如何找到主机B?如何与主机B建立通信连接?信息该以什么形式传输?信息应该在什么载体上传输?等等之类的问题 。显然 , 这是一个极为复杂的任务 , 因此我们需要使用抽象和拆解的思维 , 将这个任务大致分为以下三个抽象模块 , 如图所示:
其中各模块职责如下:
文件传送模块:负责文件发送与接收的业务逻辑与命令下发等;通信服务模块:负责在主机A和主机B之间进行可靠的数据交换;网络接入模块:负责找到主机B , 并将数据正确地发送到主机B端;由此可见 , 对于一个复杂的网络通信任务 , 将其进行分层实现具有以下优点:
独立解耦灵活易于实现与维护方便进行标准化等等 。于是就有了以下三个体系结构:
网络专家组提出的七层ISO(Open Systems Interconnection)体系结构;实际工业界实现的四层TCP/IP体系结构;理解原理和教学使用的五层体系结构;下面我们来了解下这个三个体系结构吧 。
2 三个体系结构
先来张三个体系结构的对比图 , 如下所示:
2.1 OSI七层体系结构
OSI Model(Open Systems Interconnection Model) , 全称是开放式系统互联模型 , 由ISO(International Organization for Standardization , 国家标准组织)于1984年提出 。
OSI模型主张将一个网络互联系统分为如上图所示的七层结构 , 每层有不同分工 。
但是由于其层次划分太过复杂(不是层次越多越好) , 并没有在工业界实际落地 , 反而是更加简单的TCP/IP四层体系结构在工业界中广为流行(这告诉我们工业界的标准还是得结合实际是否能够落地才行) 。
2.2 TCP/IP四层体系
在工业上 , 众多网络公司实际落地的 , 实际是TCP/IP的四层体系结构 。
虽然叫TCP/IP体系结构 , 可它不仅仅只包含这两种协议 。
其四层结构自上而下分别是:应用层、运输层、网际层(不叫网络层 , 是为了强调该层是为了解决不同网络的互联问题 , 实际也可叫网络层) , 和网络接口层(该层没有实际内容) 。
由于TCP/IP体系结构在网络接口层并没有什么实际内容 , 所以我们在实际学习的时候基本就是将OSI的底部两层填充到TCP/IP模型中 , 形成了一个五层的教学模型 。
2.3 原理教学的五层体系结构接下来以五层教学模型为例 , 先简单聊聊具体每一层的主要功能和职责吧 。
如果从下往上看 , 下面一层都是为上一层服务的 , 我们在最上层的应用层中描述我们要做什么 , 而下面四层来分步进行具体实现 。各层提供的服务如下所示:
物理层:在计算机之间的各种传输媒介中 , 提供传输比特流服务;数据链路层:在不同链路中 , 提供正确且可靠的传输数据帧服务;网络层:在分组交换网上 , 为不同主机提供路由与通信服务;运输层:在不同主机进程中 , 提供复用且分用的通用数据传输服务;应用层:在不同主机应用进程间 , 提供一种进程间通信和交换的规则服务;如果没有明白具体它们是怎么实现这些服务的 , 没关系 , 现在只需有这个分层的概念就行 。


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