计算机通信网络是由多个计算机和通信设备相互连接而成的复杂系统,它可以实现信息的传输、处理和共享。为了方便研究和设计计算机通信网络,我们需要对其进行逻辑上的划分,即将网络分为不同的层次,每个层次负责完成一定的功能,而不必关心其他层次的细节。这样,我们就可以将一个复杂的问题分解为多个简单的子问题,从而降低网络的复杂度和难度。
计算机通信网络在逻辑上可分为七层,分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。这种划分方式被称为开放系统互连参考模型(Open Systems Interconnection Reference Model),简称OSI模型。下面我们简要介绍每一层的功能和作用。
1.物理层:物理层是最低层,它负责在物理媒介(如电缆、光纤、无线电波等)上传输比特流(0和1),并定义了物理接口的规范(如电压、电流、频率、编码方式等)。物理层不关心传输的数据的含义和结构,只负责实现最基本的数据传输功能。
2.数据链路层:数据链路层是第二层,它负责在相邻节点之间建立数据链路,并将比特流组织为有意义的数据帧(Frame),并进行差错控制和流量控制。数据链路层也不关心传输的数据的内容,只负责保证数据帧在物理链路上可靠地传输。
3.网络层:网络层是第三层,它负责在不同节点之间建立网络连接,并将数据帧组织为更大的数据包(Packet),并进行路由选择和拥塞控制。网络层也不关心传输的数据的具体内容,只负责将数据包从源节点发送到目标节点。
4.传输层:传输层是第四层,它负责在源端和目标端之间建立端到端的连接,并将数据包组织为更大的数据段(Segment),并进行可靠性控制和效率控制。传输层也不关心传输的数据的具体内容,只负责保证数据段在端到端之间可靠地传输。
5.会话层:会话层是第五层,它负责在应用程序之间建立会话,并管理会话的建立、维持和终止。会话层也不关心传输的数据的具体内容,只负责保证会话在应用程序之间正常地进行。
6.表示层:表示层是第六层,它负责对传输的数据进行编码、解码、加密、解密等处理,以保证数据在不同系统之间能够正确地识别和理解。表示层也不关心传输的数据的具体含义,只负责保证数据在不同系统之间能够互相转换。
7.应用层:应用层是第七层,也是最高层,它负责提供各种应用程序的服务,如文件传输、电子邮件、网页浏览等。应用层是唯一关心传输的数据的具体含义和结构的层次,它负责实现用户的需求和功能。
通过这种逻辑上的划分,我们可以将计算机通信网络的功能分层实现,从而提高网络的可靠性、可扩展性和可维护性。同时,我们也可以将不同的层次之间进行标准化和规范化,从而实现不同厂商、不同设备、不同协议之间的互操作性和兼容性。这就是计算机通信网络的逻辑层次划分及其意义。