当前课程知识点:计算思维导论 > 第九单元 > 9.3 网络分层体系结构 > Video
我们已经知道在两台计算机之间
必须有一条传送数据的通道
对信息进行
分组
转发
重组
但是光有一条通道
这一个条件是远远不够的
就比如我们刚刚提到的邮局
我们想把信件
从寄件人A送到收件人B手中
对于用户A来说
信件寄到邮局
他就完成他的工作了
对于用户B来说
他收到他的信件
似乎整个工作都结束了
但是这个邮寄的工作真的
就这么简单吗
我们首先要
耐着性子来了解一下
在这个任务背后
到底由多少人
或者说多少部门来协调的
首先呀
用户A他会写好信
信上会有原地址和目标地址
把信件送到邮局之后呢
一定会有专门的人员来为你服务
暂存在邮局
接着暂存的一大堆信件会移交给分检员
他会进行初步的分检
你的信是要去往华南地区
还是东北地区
是去往广州还是黑龙江
走的快递还是平信
他都会逐个逐个的打上标签
接着相应的运输工具过来
带上你的信件准备出发
这个信件就马上到B手中吗
当然没有
信件只是到达了目标邮局
分检员会继续分检
如果还需要下一个邮局来转发
就分检到下一个邮局
如果是B所在地区的邮局
信件就会有邮递员处理
他会通知你来取信
或者把信送到你的手中
信件在物理通道上传输的时候呢
他有可能是公路可能是火车
也可能是飞机等等
好的
接下来我们把刚刚的过程梳理一下
是不是可以得到这样一个图
很显然
这里的用户
邮递员
分检员
运输工具
都实现了自己的特定功能
而且呀
他们都依赖自己的相邻层提供的服务
只是相邻层
比如用户只需要和邮递员打交道
他不需要和分检员说什么
对吧
这样就把任务分解工作的内容分解
为相邻层提供专门的服务
实质上邮局和计算机网络之间
也有很多相似之处
我们来类比一下
用户和用户之间
我们可以说他们提供了信息服务
快递员和快递员之间提供了传递服务
分检员和分检员之间
提供了地址选择服务
运输工具和运算工具之间
提供了底层的传输服务
那么我们同样也可以说
在这里用户和用户之间
快递员和快递员之间
分检员和分检员之间
运输工具和运输工具之间
构成了四层
如果说运输工具与运输工具
他们是工作在比较底层的话
用户和用户提出的信件
传送需求等等构成了最高层
他们所有的这一切
构成了一个分层的体系结构
共同完成了信件的传输工作
好的 我们来看看这个图
这样是不是更清晰了
接着我们再把这个图画得更详细一点
加上中间运输枢纽
也就是我们上一节提到的路由器
这个图就很系统了
这样的分层设计
提供的是相邻层的服务
他们共同遵守一些约定
一起来完成一个共同任务
这样一个分层的思想
在复杂系统中常常用到
除了刚刚提到的邮政系统
还有银行系统
航空系统
等等等等
在计算机中其实也是一样
把一个大的程序
分解为若干个层次的小模块来实现
操作系统就是这么干的
我们计算机网络
相对来说是一个更复杂的系统
当然少不了分层设计
分层方法其实就是
复杂的问题划分为若干个
较小的
单一的局部问题
在不同层面上予以解决
对于计算机网络的层次结构
我们来思考一下要解决什么问题
最基本的是不是有
网络应该具有哪些层次
每一层的功能是什么
各层之间的关系是怎样的
它们如何进行交互
此外还有一个很重要的问题
通信双方的数据传输要
遵循哪些共同的约定
比如以用户和用户之间的
信息交流为例子
彼此肯定要就同一事物交流
不能你说今天好热
我说菜市场的荔枝好便宜
运输车和运输车交接时
不能说我三点把货给你
结果呢你四点才来对不对
总的来说
发件人和收信人要
就信件内容达成共识
邮局和邮局之间要就
信件如何传递达成共识
运输系统和运输系统要就
货物如何运输达成共识
就像这个图一样
他们之间要遵循的这些规矩
约定或者刚刚说的共识
就叫协议
而要遵循的这些所有的规矩
或者说约定的集合
就叫做协议集
而这些层
协议
层间接口的标准集合
就被称为计算机网络体系结构
我们常常说一流企业做标准
二流企业做品牌
三流企业做产品
这些标准由谁来指定
当然是大家抢着指定
谁不想做老大啊
对不对
早在1974年
美国IBM公司就宣布了
它研制的系统网络体系结构SYN
SYN就是按照分层的方法制订的
SYN是世界上使用的
较为广泛的一种网络体系结构
SYN之后
其它一些公司
相继推出本公司的一套体系结构
并用了一些不同的名称
那么这样一来的话
同一个公司所生产的各种设备
就能很容易地相互连接
构成一个网络
但是这样也形成了垄断
不同公司的产品
由于网络体系结构的不同
它们之间很难互连互通
这显然不是我们的初衷
为了使不同体系结构的
计算机网络都能互连
国际标准化组织ISO在
1977年成立了专门机构来解决这个问题
不久ISO提出一个试图使各种计算机
在世界范围内都能互连的标准
也就是很著名的OSI/RM
我们简称为
开放系统互连参考模型OSI
有意思的是进入市场后OSI却失败了
首先OSI没有商业驱动力
具体来说按OSI标准
生产的设备没有及时进入市场
其次OSI的协议
它分层较多
实现起来比较复杂
这一点要说明的是
我们在做一件事情的时候
是不是
也并不是部门越多越好
人多有时候反而做事的效率很低
对不对
当然还有很多其他一些原因
大家可以去了解一下
最终非国际标准的TCP/IP取而代之
获得了最广泛的应用
TCP/IP因而也被称为
事实上的国际标准
这样只要遵循TCP/IP标准
一台计算机或者一个网络
或者说一个系统
就可以和位于世界上任何地方的
也遵循这同一标准的计算机
网络和任何系统来进行通信
好的
这一小节就讲到这里
谢谢大家
-1.1 计算思维及其教育
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-2.1 计算是什么
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-2.2 计算与自动计算
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-2.3 计算机及其计算本质特征(I)
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-2.4 计算机及计算的本质特征(II)
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-3.1 数的表示与模拟计算
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-3.2 数的表示与数字计算
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-3.3 二进制加法运算的机器化
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-3.4 “九九归一”的加法运算
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-3.5 二进制之优越性及问题与代价
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-4.1 从数学危机到图灵机
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-4.2 图灵机的计算能力
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-4.3 什么问题都能计算吗?
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-4.4 冯•诺依曼机及其发展与演化
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-4.5 从算盘到图灵机——机械计算的本质
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-4.6 电子计算机——透过现象看本质
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-5.1 思维可机械计算吗(I)
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-5.2 思维可机械计算吗(II)
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-6.1 量子理论
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-6.2 量子计算机
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-7.1 人类求解问题之过程
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-7.2 基于计算(机)的问题求解过程
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-7.3 面向过程的结构化设计方法学
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-7.4 面向对象之方法学
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-7.5 面向对象技术
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-7.6 抽象
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-7.7 计算学科中的抽象
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-7.8 时间与空间及其相互转换
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-7.9 技术层面的其他方法学
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-7.10 认知层面的其他方法学
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-8.1 算法与程序
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-8.2 算法设计方法——枚举
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-8.3 算法设计方法——递推
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-8.4 算法设计方法——递归
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-8.5 算法设计方法——分治
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-8.6 算法设计方法——仿生
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-9.1 机器间的通信方式
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-9.2 数据转发方法
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-9.3 网络分层体系结构
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-9.4 有趣的对称加密技术
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-9.5 难解的非对称加密技术
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-9.6 数字签名及其应用
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-9.7 从自然智能到人工智能
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-9.8 符号主义的基本思想
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-9.9 连接主义Ⅰ
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-9.10 连接主义Ⅱ
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-9.11 行为主义的基本思想
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-9.12 机器翻译的愿景与困难
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-9.13 峰回路转的自然语言处理
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-9.14 信息传输中的问题与挑战
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-9.15 重复传输与冗余编码
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-9.16 校验与校验和
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-9.18 自纠错技术及应用
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-9.19 两种简单的数据压缩方法
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-9.20 哈夫曼编码
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-9.21 数据压缩极限与LZ压缩方法
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-9.22 大海捞针的搜索引擎
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-9.23 网页排序方法(PageRank)
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-10.1 计算文化
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-期末考试--作业