计算机网络（5）体系结构：计算机网络分层结构

目录

1、计算机网络分层的的原因和概念 

2、计算机网络分层的基本原则

3、实体

3.1、对等层和对等实体

3.2、协议数据单元（Protocol Data Unit,PDU）

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1、计算机网络分层的的原因和概念 

两个系统间实体的通讯是很复杂的过程，为了降低协议设计和调试过程的复杂性，也为了便于对网络进行研究、实现和维护，促进标准化工作，通常对计算机网络的体系结构以分层的方式进行建模。

我们把计算机网络的各层及其协议的集合称为网络的体系结构。换言之，计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其所完成的功能的精确定义，它是计算机网络中的层次、各层的协议及层口接口的集合。

2、计算机网络分层的基本原则

• 每层都实现一种相对独立的功能，降低大系统的复杂性
• 各层之间界面自然清晰、易于理解，相互交流尽可能少（耦合性要低）
• 各层功能的精确定义独立于具体的实现方法，可以采用最适合的技术来实现
• 保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务
• 整个分层结构应该能促进标准化工作。

分层之后各层之间相对独立，灵活性好，因而分层的体系结构易于更新（替换单个模块）

3、实体

在计算机网络中，第n层中的活动元素通常称为n层实体。具体来说，实体是指任何可发送或接收信息的硬件或者软件进程，通常是一个特定的软件模块。

3.1、对等层和对等实体

不同机器上的同一层称为对等层，同一层的的实体称为对等实体。 n层实体实现的服务被n+1层使用，n层被称为服务提供者，n+1层则服务于用户。

3.2、协议数据单元（Protocol Data Unit,PDU）

在计算机网络体系结构的每个层次中，每个报文都被分为两部分：一是数据部分，即SDU（Server Data Unit,服务数据单元）；二是控制信息部分，即PCI（Protocol Control Information,协议控制信息），共同组成PDU。

服务数据单元（SDU）：为完成用户所要求的功能而传送的数据。比如在发送数据阶段，第三层的SDU就是上一层也就是第四层的PDU。 第n层的服务数据单元记为n-SDU.

协议控制信息（PCI）：控制协议操作的信息。比如在发送数据阶段，第三层会接收到第四层的PDU，也就是第三层的SDU，然后第三层要做的是将第三层的PCI加在接收到的数据上面，形成完整的PDU。 简单来理解，PCI就是本层特有的报文头。 第n层的PCI记为n-PCI。

协议数据单元（PDU）：对等层次之间传送的数据单元称为该层的的PDU。第n层的协议数据单元记为n-PDU。在实际的网络中，每一层的协议数据单元都有一个通俗的名称，如物理层的PDU称为比特，链路层的PDU称为帧，网络层的PDU称为分组，传输层的PDU称为报文。

看一下网络各层数据单元的联系

在各层发送数据时，把从n+1层收到PDU作为第n层的SDU，加上第n层的PCI，组成了第n层的PDU，交给第n-1层作为SDU发送。接收数据过程与发送数据过程正好相反，就是层层包-层层拆的那么一种感觉。

具体的，层次结构的含义包括以下几个方面：

1. 第n层的实体不仅要使用第n-1层的服务来实现自身定义的功能，还要向第n+1层提供本层的服务，该服务是第n层及其下面各层提供的服务总和
2. 最低层只提供服务，是整个层次结构的基础；中间各层即是下一层服务的使用者，也是上一层的服务提供者。最高层向用户提供服务
3. 上一层只能通过相邻层间的接口使用下一层的服务，而不能调用其它层的服务；下一层所提供服务的实现细节对上一层透明
4. 两台主机通信时，对等层在逻辑上有一条直接通信，表现为不经过下层就把信息传送到对方。

 

人，总是要有一点精神的，不是吗