分層體系結構

分層體系結構LayeredArchitecture網路操作系統和網路通信系統使用分層體系結構。分層是一種設計趨勢，它在“協議棧”一級描述不同的功能和服務。圖L-4示意了經常用於進行對比的開放系統互聯(OSI)協議棧。它被設計成一種開放式結構，任何廠商都能設計出與其他接受標準的廠商開發的產品能協調工作的產品。雖然OSI具有國際性，然而，它卻發展緩慢。這主要是由於工業界已經建立了其他一些標準，許多廠商也在支持多協議方面付出了較大的努力。協議棧定義通信硬體和軟體在不同級如何協調工作。所以如果你想設計一個能夠和其他廠商生產的設備卡協調工作的網路介面卡，你就必須接受棧的低層定義協議。棧的上部定義了較高級的通信和應用介面。低層定義在物理介質上傳輸位流的過程。在高層，分層結構將用戶應用程序和下面的通信服務相分離。注意：低層為高層提供服務。每一層都提供一些服務。服務由協議定義。程序員只需關心與他的工作直接相關的那些層的協議，它們向高層提供服務，並由低層提供服務。當系統通信時，在每個系統中的協議棧的每一層的對等協議協調完成通信過程。例如，一個系統的運輸層將根據另一個系統的運輸層的情況協調它的活動。打個比方，設想在兩個使館之間需要安排一次正式會議，在表面上，兩位大使簽署正式協議，而在背後，外交官和官員們整理文件，制定日程，並進行其他活動。外交官具有級別，每個級別的外交官為更高級的官員做一些服務。在最高級別的大使向低級外交官下達命令，並使用外交官提供的服務。同時，大使級以下的外交官會與另一個使館的同等級別的外交官進行協調工作。每個外交官都按照為他們這個級別制定的外交慣例執行。例如，在特定級別的一個外交官員可能提供語言服務或技術文件。根據翻譯和歸檔過程，這個官員與另一個使館的同等官員進行通信。在外交領域，一個使館的官員只需簡單地拿起電話找另一個使館的同等級的官員。在網路通信領域，在每個協議層的實體們通過對信息打包與對等實體通信，或將它們傳遞到低層通信服務。最終，分組抵達最低的物理層，變成數據位流，在物理連接間傳遞。當信息傳遞過協議層，它們形成一個稱為“協議數據單元(PDU)”的分組。每一層的實體按照另一個系統中對等實體預定的消息格式向PDU中加入自己的信息。當分組抵達另一個系統，它向上通過協議棧，給每個實體的信息被取下，並傳送給實體。圖L-5進一步討論和示意了這一過程。實體，就象不同級別的外交官，駐留在協議棧的每一層，並為高層提供服務。一個計算機的實體與另一個計算機中對等地位的實體通信。雖然實體與它們的等位實體通信，它們必須利用低層的服務才能使得那些消息得以通過。在信息通過協議棧時，由每個實體附加到PDU的信息稱為“協議控制信息(PCI)”。下面列出了在每一級附加的一些信息：應用層目標結點地址信息表示層增加的碼組信息會話層增加的通信會話信息運輸層增加的校驗和頭網路層增加的分組屬性/序列信息數據鏈路層增加的分組校驗和尾/消息結束物理層轉換為位流和傳送服務訪問點(SAP)是相鄰層的實體用於通信消息的連接點。它們就象地址，任何一個協議在一個時刻都可能會有一些同時發生的SAP活動。示意了當協議數據單元向下傳送通過協議棧的多層時發生的情況。利用前面介紹的外交對比，設想大使希望送給另一使館的大使一個消息。他(她)寫了一封信，並交於下一級別的助手。這個助手將信裝入信封，並在信封上寫明另一使館和他同等級別的外交人員的地址。這個信件包被傳給下一級別的外交人員，他再對這個信件打包，並在信封上寫明另一使館和他同等級別的外交人員的地址。這個過程根據級別進行下去直到到達“物理層”為止。在“物理層”，信件分組被郵差送往另一使館。在另一使館，每個外交人員只閱讀給他的信息地址，並將裡面的信封送給上一級別的外交官。兩個系統間的通信通過將初始請求在協議棧中下傳，通過導線，並在另一系統的協議棧中上遞。每一層提供傳送信息的特定服務，並允許每一層與另一系統中的對等層進行通信。相關條目：OpenSystemsInterconnectionModel開放式系統互連模型；Packets包，分組；ProtocolDataUnit協議數據單元；Protocols，Communication通信的協議。