计算机网络的体系结构是怎样的?

      计算机网络的发展经过了这么多年，我们的生活早就与其息息相关，有了计算机网络，无论是在娱乐、工作还是家庭方面都变得非常方便而且有趣。虽然大家都熟悉网络，但大家都清楚计算机网络的体系结构吗?接下来小编就为您详细的讲解一下。

　　1.定义

　　计算机的网络结构可以从网络体系结构，网络组织和网络配置三个方面来描述，网络组织是从网络的物理结构和网络的实现两方面来描述计算机网络，网络配置是从网络应用方面来描述计算机网络的布局，硬件、软件和通信线路来描述计算机网络，网络体系结构是从功能上来描述计算机网络结构。

　　计算机网络系统是非常复杂的系统，计算机之间相互通信涉及到许多复杂的技术问题。相互通信的两台计算机必须高度协据地工作才行。也就是说，在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的规则。这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的阔步(在一定条件下应当发生什么事件，含有时序的意思。)问题。

　　计算机网络的体系的组成结构为：计算机系统和终端、通信处理机、通信线路和通信设备、操作系统以及网络协议。其中网络协议就是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。

　　2.计算机网络体系结构分层思想

　　为了设计、理解和应用复杂的网络，人们提出了将网络分层的设想。"分层"是将庞大、复杂的问题转换为若干较小、简单和单一的局部问题，每一层完成一定的功能，这样就易于理解、研究和处理。最早提出分层思想的是ARPANET 网，从它的成功可以看到，尽管连到网上的主机和终端，它们的型号和性能各不相同，但由于它们共同遵守了计算机网络的协议，所以可以通信。

　　分层时应注意使每一层的功能非常明确。若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。但层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的麻烦。我们将计算机网络的各层及其协议的集合，称为计算机网络的体系结构( Architecture )。换句话说计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其部件所应完成的功能的精确定义。这些功能是用硬、软件完成的，所以这也是一个遵循这种体系结构的实现问题。

　　采用分层体系网络原因

　　(1)并不是所有的设备都需要这么多层次。计算机网络中不同设备完成的任务不同，需要的功能也不同。除了计算机网络边缘部分的端系统需要所有层次协议，其余计算机网络核心部分部分则不需要这么多层次的协议。而且可以想象，多一层次就意味着多了部分硬件和软件，成本就会增加。

　　(2)每层设计实现相对独立的功能，在层次设计(硬件和软件设计)完成后，只需要提供向上的接口可供上层调用。这样做的好处是就像编程中的函数模块化设计，我们只要知道高手设计的库函数的API就行了，不需要具体软件开发再编写同样高质量的代码，从而服务了代码搬运工。

　　(3)模块化协议层次大大的好啊。哪好了?雕版印刷术和活字印刷术的区别。如果某一层的技术发生变化后，只要层间接口不变，只要对某层提供的服务进行修改(添加和修改)即可。你想，这可以省多少钱啊。就像你电脑显示屏坏了，你总不可能去新买个电脑吧，差不多就这意思。

　　(4)降低实现和维护网络难度。如果那种服务不能使用了，那就查提供此种服务对应的那层，而不需再从头查起。人工费不要钱的啊，如果全自动该多好啊。

　　3.几种典型的计算机网络体系结构

　　(1)OSI/ISO体系结构

      世界上第一个网络体系结构SNA(SystemN etwork Architecture)，是IBM公司于1974年提出的。凡是遵循SNA体系结构的设备都可以很方便地进行互连。许多公司也纷纷建立自己的网络体系结构，如DEC公司提出的DNA(Digital Network Architecture)体系结构，用于本公司的计算机组成网络。由于网络体系结构不一样，一个公司的计算机很难与另一个公司的计算机互相通信。于是，国际标准化组织ISO(International Organization for Standardization)，在1977年就开始制定有关异种计算机网络如何互连的国际标准，并提出了开放系统互连参考模型(Open System Interconnection Reference)，简称OSI。1983年成为ISO 7498自际标准。OSI/ISO体系结构如图1所示。

图1 OSI/ISO体系结构

　　OSI模型将计算机网络通信协议分为七层，分别为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层以及物理层。这个模型是一个定义异构计算机连接标准的框架结构，其具有如下特点：

　　①网络中异构的每个节点均有相同的层次，相同层次具有相同的功能。

　　②同一节点内相邻层次之间通过接口通信。

　　③相邻层次间接口定义原语操作，由低层向高层提供服务。

　　④不同节点的相同层次之间的通信由该层次的协议管理。

　　⑤每层次完成对该层所定义的功能，修改本层次功能不影响其它层。

　　⑥仅在最低层进行直接数据传送。

　　⑦定义的是抽象结构，并非具体实现的描述。

　　在OSI网络体系结构中、除了物理层之外，网络中数据的实际传输方向是垂直的。数据由用户发送进程发送给应用层，向下经表示层、会话层等到达物理层，再经传输媒体传到接收端，由接收端物理层接收，向上经数据链路层等到达应用层，再由用户获取。数据在由发送进程交给应用层时，由应用层加上该层有关控制和识别信息，再向下传送，这一过程一直重复到物理层。在接收端信息向上传递时，各层的有关控制和识别信息被逐层剥去，最后数据送到接收进程。

　　(2)TCP/IP体系结构

      1969年，美国国防部高级研究计划局(Advanced Research Projects Agency, ARPA)资助了一个项目，该项目通过使用点到点的租用线路建立一个包交换的计算机网络，这个网络被称为ARPAnet，它为早期网络研究提供了一个平台。ARPA制定了一套协议，指明了单个计算机如何通过网络进行通信，其中TCP(Transmission Control Protocol)传输控制协议和IP(Intemet Protocol)网际协议是其中两个主要的协议，这套协议后来被称作TCPIIP 协议。TCP/IP体系结构如图2所示。

图2 TCP/IP体系结构

　　TCP/IP并不是单一的协议，而是协议族。分为四层：应用层、运输层、网际层、网络接口层。从实质上讲，TCP/IP只有最上面三层，因为最下面的网络接口层并没有什么具体内容。

　　计算机网络体系结构可以使不同的计算机能够在相同功能中进行信息对接，是一个复杂的具有综合性技术的系统。有了这一个计算机网络体系结构，我们才可以拥有一个完整的网络环境，可以进行自己想要的网络行动。以上就是本文的全部内容了，想要学习阅读更多可以前往课课家教育，海量的计算机学习课程任君选择。