1.3 计算机网络体系结构

1.3.1 计算机网络体系结构的概念

近几十年来，计算机网络发展相当迅速。但计算机网络的实现要解决很多复杂的技术问题：支持多种通信介质，如双绞线、同轴电缆、光纤、微波、红外线等；支持多厂商、异构互连，包括软件的通信约定及硬件接口的规范；支持多种业务，如批处理、交互分时、数据库等；支持高级人机接口，满足人们对多媒体日益增长的需求。为了能够使处于不同地理位置且功能相对独立的计算机之间实现资源共享，计算机网络系统需要涉及和解决许多复杂的问题，包括信号传输、差错控制、寻址、数据交换和提供用户接口等一系列问题。

计算机网络体系结构是为简化这些问题的研究、设计与实现而抽象出来的一种结构模型。结构模型有多种，如平面模型、层次模型和网状模型等，对于复杂的计算机网络系统，一般采用层次模型。在层次模型中，往往将系统所要实现的复杂功能划分为若干个相对简单的细小功能，每一项分功能以相对独立的方式实现。正如结构化程序设计中对复杂问题的模块化分层处理一样，在处理计算机网络这种复杂系统时所采用的方法就是把复杂的大系统分层处理，每层完成特定功能，各层协调起来实现整个网络系统的功能。计算机网络体系结构就是介绍计算机网络中普遍采用的层次化网络研究方法。这样有助于将复杂的问题简化为若干个相对简单的问题，从而达到分而治之、各个击破的目的。

网络体系结构是为了完成计算机间的协同工作而制定的，把计算机间互连的功能划分成具有明确定义的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口服务，网络体系结构是网络各层及其协议的集合，所研究的是层次结构及其通信规则的约定。

为了便于理解，这里以邮政通信系统为例（如图1.5所示），以此引出计算机网络通信和网络体系结构的概念，这一概念对计算机网络中电子邮件的发送和接收有着重要的参考意义。

图1.5 邮政通信系统信件发送、接收过程