计算机网络模型

本文概述

• 分层架构
• 为什么我们需要分层架构？

通信子系统是复杂的硬件和软件。早期为此类子系统实现软件的尝试是基于具有多个交互组件的单个, 复杂, 非结构化程序。最终的软件很难测试和修改。为了克服这种问题, ISO已开发出一种分层方法。在分层方法中, 网络概念分为几层, 并且为每一层分配特定的任务。因此, 可以说联网任务取决于层。

分层架构

• 分层体系结构的主要目的是将设计分成小块。
• 每个较低层将其服务添加到较高层, 以提供一整套服务来管理通信和运行应用程序。
• 它提供了模块化和清晰的接口, 即, 提供了子系统之间的交互。
• 它通过提供从较低层到较高层的服务而无需定义服务的实现方式, 从而确保层之间的独立性。因此, 一层中的任何修改都不会影响其他层。
• 每个网络的层数, 功能和内容将因网络而异。但是, 每一层的目的是从较低层到较高层提供服务, 并从各层隐藏如何实现服务的细节。
• 分层体系结构的基本元素是服务, 协议和接口。服务：这是一层向高层提供的一组操作。协议：它定义了一组规则, 层用来与对等实体交换信息。这些规则主要涉及所使用消息的内容和顺序。接口：这是一种将消息从一层传输到另一层的方式。
• 在n层体系结构中, 一台机器上的n层将与另一台机器上的n层进行通信, 并且在会话中使用的规则称为n​​层协议。

让我们以五层体系结构为例。

• 在分层体系结构的情况下, 没有数据从一台机器的第n层传输到另一台机器的第n层。而是, 每个层将数据传递到紧接在其下的层, 直到到达最低层。
• 在第1层之下是进行实际通信的物理介质。
• 在分层体系结构中, 无法管理的任务被分为几个小的可管理任务。
• 数据通过接口从上层传递到下层。分层体系结构提供了一个简洁的界面, 以便在不同层之间共享最少的信息。它还确保了一层的实现可以很容易地被另一种实现替换。
• 一组层和协议称为网络体系结构。

为什么我们需要分层架构？

• 分而治之的方法：分而治之的方法进行设计过程时, 将无法处理的任务分为小的任务和可管理的任务。简而言之, 我们可以说这种方法降低了设计的复杂性。
• 模块化：分层体系结构更具模块化。模块化提供了层的独立性, 这更易于理解和实现。
• 易于修改：它确保了层的独立性, 因此可以更改一层中的实现, 而不会影响其他层。
• 易于测试：分层体系结构的每一层都可以单独进行分析和测试。