计算机网络体系结构：分层模型与服务解析

"服务数据报Datagram服务-计算机网络结构课件" 计算机网络体系结构是解决复杂网络系统组织问题的关键，其核心思想是“分而治之”。这一理念源于解决复杂问题时，将大问题分解为小问题分别处理，从而简化设计、实现、更新和维护。在计算机网络中，这一思想被表现为网络的分层结构。 计算机网络的分层结构主要有两种服务模式：数据报（Datagram）服务和虚电路（Virtual Circuit）服务。 1. 数据报服务： 数据报服务在网络层中运作，它将运输层的报文拆分成多个报文分组，每个分组都携带完整的网络地址，以便独立传输。这种服务的特点是无需预先建立连接，因此它具有更高的灵活性和独立性。数据报可能经过不同的路径到达目的地，导致它们的到达顺序无法保证，这可能会增加应用层的复杂性。然而，由于每个分组都能独立选择最佳路由，数据报服务在应对网络故障时表现出较好的适应性，并且有利于网络流量的均衡分布。这种服务适合于那些对数据传输顺序要求不高的应用，如文件传输或Web浏览。 2. 虚电路服务： 虚电路服务分为两类：呼叫虚电路和永久虚电路。在使用这种服务前，源主机和目的主机之间必须先建立一条网络连接。虚电路提供了连续的、有连接的通信路径，确保数据按序到达目的地，从而提供较高的可靠性。这种服务通常用于需要稳定连接和顺序数据传输的交互式应用，如电话通话或在线游戏。永久虚电路则是在建立连接后长期保持，常用于频繁交互的数据传输场景。 网络参考模型，如OSI七层模型或TCP/IP四层/五层模型，是描述网络分层结构的标准。这些模型将网络功能分为多个逻辑层，每层负责特定的任务，并向上一层提供服务。例如，物理层处理实际的信号传输，数据链路层负责错误检测和纠正，网络层处理路由选择，而传输层则负责端到端的可靠数据传输。每一层都可以独立开发和升级，而不影响其他层，这大大增强了网络系统的灵活性和兼容性。 在实际的网络系统中，如空中旅行的组织例子所示，分层模型使得各部分能够专注于自己的职责，通过下层提供的服务来完成上层的任务。同样，计算机网络的分层结构也遵循类似的逻辑，例如，网络层通过路由选择服务将数据报从源主机传递到目的主机，而传输层则负责保证数据的完整性和可靠性。 数据报服务和虚电路服务代表了计算机网络中两种不同的通信方式，而网络的分层设计则是为了实现高效、灵活和可靠的通信。无论是程序设计、邮政系统还是银行系统，分层原则都被广泛应用于解决复杂系统的问题。