体系结构的层次模型
层次体系结构
层次体系结构
层次体系结构是一种将系统划分为不同层次的模型。
在层次结构中，下层构件向上层构件提供服务，上层构件被看作是下层构件的客户端。
一个系统的层次体系结构的基本组成包括：
1.构件：每个层次内部包含的组件，负责不同的功能和责任。
2.连接件：层间的交互协议，定义了层与层之间的通信和交互方式。
3.拓扑结构：分层的拓扑结构，每个层次都建立在前一层的基础上，
形成垂直的层次结构。
4.拓扑约束：对相邻层间交互的约束，确保层与层之间的正确交互。
层次体系结构的特点包括：
5.支持基于抽象程度递增的系统设计，设计者可以将复杂的系统按
递增的步骤进行分解。
6.支持功能增强，因为每一层至多和相邻的上下层交互，因此功能
的改变最多影响相邻的上下层。
7.支持重用，只要提供的服务接口定义不变，同一层的不同实现可
以交换使用。
在实际应用中，常见的层次体系结构包括五层体系结构和OSI七层模型。
五层体系结构包括应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。
OSI七层模型包括应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。
这些层次分别负责不同的功能和职责，使得整个系统能够高效、稳定地运行。
网络体系结构和基本概念
网络体系结构和基本概念1.OSI参考模型：OSI（开放式系统互联）参考模型是一个国际标准的概念框架，用于描述网络体系结构的各个层次和功能。
它将网络划分为七个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
每个层次都有特定的功能和任务，通过层层递进的方式协同工作，最终实现可靠的数据传输和通信。
2.TCP/IP协议族：TCP/IP是一种网络协议族，它是网络通信的基础。
TCP/IP协议族由传输控制协议（TCP）和网络互联协议（IP）构成，它们分别对应于OSI参考模型的传输层和网络层。
TCP/IP协议族还包括IP地址、域名系统（DNS）、用户数据报协议（UDP）等，它们协同工作，完成数据的传输和路由。
3.客户端-服务器模型：客户端-服务器模型是一种常见的网络体系结构，它通过将网络上的计算机划分为客户端和服务器来实现资源共享和服务提供。
客户端是用户通过网络访问服务器获取服务的终端设备，服务器是提供服务的主机。
客户端向服务器发送请求，服务器接收请求并回应，完成数据的交互和处理。
4.P2P网络：P2P（对等）网络是一种去中心化的网络体系结构，其中所有的计算机都既是客户端又是服务器。
P2P网络不依赖于专用的服务器设备，而是通过直接连接来交换数据。
P2P网络的一大特点是去中心化，它能够更好地抵抗单点故障和网络拥塞。
5.三层网络体系结构：三层网络体系结构是一种通用的网络设计架构，它由三层构成：核心层、分布层和接入层。
核心层负责数据的传输和路由，分布层负责网络的负载均衡和安全策略，接入层则负责用户与网络的连接。
这种分层结构能够提高网络的性能和可管理性。
上述是网络体系结构的基本概念和主要内容。
网络体系结构的设计和实现对于网络的性能和安全至关重要。
通过合理地利用和组织网络资源，可以提高网络的性能、可靠性和可扩展性，同时还能够保障数据的安全和隐私。
在日益发展的信息时代中，网络体系结构的研究和创新将继续推动着网络技术的进步和应用的发展。
osi模型的七个层次
osi模型的七个层次
osi模型的七个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
开放式系统互联通信参考模型（简称OSI模型）是一种概念模型，由国际标准化组织提出，一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架，定义于ISO/IEC 7498-1。
OSI模型简介
一、模型定义开放式系统互联通信参考模型（英语：Open System Interconnection Reference Model，缩写为OSI），简称为OSI模型（OSI model），一种概念模型，由国际标准化组织提出，一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架。
定义于ISO/IEC 7498-1。
二、层次划分根据建议X.200，OSI将计算机网络体系结构划
分为以下七层，标有1～7，第1层在底部。
这七层分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
1、物理层: 将数据转换为可通过物理介质传送的电子信号相当于邮局中的搬运工人。
2、数据链路层: 决定访问网络介质的方式。
3、网络层: 使用权数据路由经过大型网络相当于邮局中的排序工人。
4、传输层: 提供终端到终端的可靠连接相当于公司中跑邮局的送信职员。
5、会话层: 允许用户使用简单易记的名称建立连接相当于公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书。
6、表示层: 协商数据交换格式相当公司中简报老板、替老板写信的助理。
7、应用层: 用户的应用程序和网络之间的接口。
OSI参考模型的层次结构
OSI参考模型的层次结构
优点：
1、简化了相关⽹络操作；
2、提供即插即⽤的兼容性和不同⼚商；
3、使各个⼚商能够设计出互操作的⽹络设备，加快数据通信⽹络发展；
4、防⽌⼀个区域的⽹络的变化影响另⼀个区域的⽹络；
5、把复杂的⽹络问题分解为⼩的简单问题，易于学习和操作。
主机间数据传输：
应⽤层：是OSI体系结构的最⾼层，是直接⾯向⽤户以满⾜不同需求的，是利⽤⽹络资源，唯⼀向应⽤程序直接提供服务的层。
表⽰层：主要解决⽤户信息的语法表⽰问题，它向上对应⽤层提供服务。
会话层：提供⼀种有效的⽅法，以组织并协商两个表⽰层进程之间的会话，并管理他们之间的数据交换。
底层数据流：
传输层：为主机应⽤程序提供端到端的可靠或不可靠的通讯服务。
⽹络层：是OSI模型的第三层，介于传输层与数据链路层之间，在数据链路层提供的两个相邻节点间的数据帧传送功能上，进⼀步管理⽹络中的数据通讯，将数据设法从源端经过若⼲中间节点传送到⽬的端，从⽽向传输层提供最基本的端到端的数据传送服务。
数据链路层：是OSI模型的第⼆层，以物理层为基础，向⽹络层提供可靠的服务。
物理层：是OSI模型的第⼀层，也是最底层。
规定物理设备和物理媒介相连接时⼀些描述的⽅法和规定。
osi七层模型的分层结构
osi七层模型的分层结构OSI（开放系统互联）七层模型是国际标准化组织（ISO）制定的网络协议体系结构，用于规范计算机网络的设计和实现。
该模型将网络通信分为七个不同的层次，每一层都有其特定的功能和责任。
以下是对OSI七层模型的分层结构的详细说明：1. 物理层（Physical Layer）：物理层是整个网络通信的起点，它是处理网络硬件和传输介质的层次。
在物理层中，传输的是比特流（0和1）的电子信号，主要用于传输数据。
在物理层中，主要的设备包括网线、光纤、集线器等。
这一层主要关注的是信号的传输速率和物理连接的形式，并不关心数据包的内部结构。
2. 数据链路层（Data Link Layer）：数据链路层提供了通过物理连接进行数据传输的功能。
它负责将比特流转换为数据帧，并在传输过程中进行差错检测和纠正。
数据链路层主要分为两个子层：逻辑链路控制（LLC）子层和介质访问控制（MAC）子层。
逻辑链路控制子层负责建立和维护链路的逻辑连接，而介质访问控制子层负责调度数据帧的传输，以及解决多个设备同时访问网络的冲突问题。
3. 网络层（Network Layer）：网络层负责将数据包从源主机传输到目标主机。
它通过路由选择算法来确定数据包的传输路径，并对数据包进行分组和寻址。
网络层中最重要的协议是Internet协议（IP），它是整个互联网通信的基础。
网络层还提供了一些其他的功能，如流量控制、拥塞控制、分片和重组等。
4. 传输层（Transport Layer）：传输层主要负责端到端的数据传输和可靠性保证。
它处理端口号、会话管理、流量控制以及错误恢复等功能。
在传输层中，最常用的协议是传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
TCP提供了可靠的数据传输服务，确保数据包的有序性、完整性和可靠性；而UDP提供了不可靠的数据传输服务，适用于实时性要求较高的应用。
5. 会话层（Session Layer）：会话层主要负责建立、管理和终止会话。
体系结构设计模型的表示方法
体系结构设计模型的表示方法体系结构设计模型的表示介绍体系结构设计模型是建立软件系统架构的关键步骤之一。
在设计过程中，如何准确地表示和展示系统的架构是十分重要的。
本文将介绍几种常用的体系结构设计模型的表示方法。
1. UMLUML（统一建模语言）是一种常用的软件工程建模语言，用于表示和描述系统的架构。
UML提供了多种图表，如用例图、类图、组件图、部署图等，能够很好地表示系统的结构和关系。
•用例图：用于描述系统功能和用户之间的交互。
•类图：用于描述系统中的类和它们之间的关系。
•组件图：用于描述系统中的模块和它们的依赖关系。
•部署图：用于描述系统的物理架构和部署方案。
2. 架构图架构图是一种更高层次的表示方法，它能够直观地展示系统的组成部分和它们之间的关系。
常见的架构图包括：•静态结构图：用于表示系统的静态组成，如层次结构图、模块图、包图等。
•动态行为图：用于表示系统的动态行为，如时序图、活动图等。
•部署图：用于描述系统的物理架构和部署方案。
3. 代码注释代码注释是一种简单而直接的体系结构表示方法。
通过在代码中添加注释，可以解释和说明代码的结构和设计思路。
代码注释可以采用各种规范和工具，如Javadoc、XML注释等。
4. 文档文档是另一种常用的体系结构表示方法。
通过编写详细的文档，可以描述系统的组成部分、接口细节、设计原理等，从而帮助人们理解和使用系统。
5. 绘图工具绘图工具是一种辅助工具，可以帮助开发人员创建和编辑各种类型的图表。
常见的绘图工具有Visio、Draw.io、Lucidchart等，它们提供了丰富的图形库和编辑功能，能够高效地创建和修改系统架构图。
总结在体系结构设计过程中，合适的表示方法能够更好地帮助开发人员理解和描述系统的架构。
本文介绍了几种常用的体系结构设计模型的表示方法，包括UML、架构图、代码注释、文档和绘图工具。
开发人员可以根据实际需求选择合适的表示方法，从而更好地设计和开发软件系统。
信息系统体系结构模型
信息系统体系结构模型
信息系统体系结构模型是指描述一个信息系统的组件、关系和连接方式的模型。
这个模型通常由一组层次结构组成，每个层次结构都定义了一个特定的功能。
通常，信息系统体系结构模型由以下几个层次组成：
1. 用户：用户是信息系统的用户，他们对系统没有任何控制能力。
2. 用户界面：用户界面是系统中与用户交互的第一个部分，它提供了用户与系统之间的通信方式。
3. 应用程序：应用程序是系统的执行程序，包括用户界面和系统内部的程序。
4. 数据结构：数据结构是应用程序所使用的数据模型，包括数据元素、数据查询和数据存储方式等。
5. 数据库：数据库是应用程序中存储数据的系统，它提供了数据查询和数据存储的方式，同时也提供了访问数据的SQL 查询语言。
6. 通信：通信是指系统之间的沟通方式，包括命令、消息、事件、事件驱动开发等。
7. 网络：网络是系统之间的连接方式，包括物理连接和虚拟连接，物理连接包括TCP/IP 协议和硬件设备，虚拟连接则通过通信协议和网络拓扑结构来实现。
以上是一个简单的信息系统体系结构模型，每个层次结构都定
义了相应的功能。
这个模型可以帮助信息系统开发人员定义和实现信息系统的结构和组织方式，同时为系统的测试和部署提供指导。
五层原理体系结构
五层原理体系结构
五层原理体系结构（Five-layer Model）是一种计算机网络体系结构模型，也被称为TCP/IP五层模型。
它由五个层次组成，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
1. 物理层：该层是网络的最底层，负责将数据从一个节点传输到另一个节点。
它定义了数据传输的物理媒介，包括电缆、光纤、无线电波等，以及传输的基本单位比特（bit）。
2. 数据链路层：该层主要是将物理层传输的比特组成数据帧，通过物理链接将数据帧传输到目标节点。
该层还负责处理数据传输的错误控制和流量控制，保障数据的可靠传输。
3. 网络层：该层负责处理数据的路由和转发，以及处理不同网络之间的连接和通信。
该层的核心是IP协议，用于定义数据在网络中的传输规则和寻址方式。
4. 传输层：该层提供端到端的可靠数据传输和控制，包括错误控制、流量控制、连接控制和可靠数据传输。
该层的核心是TCP协议和UDP协议，TCP协议提供可靠的数据传输，UDP 协议则提供无连接的、不可靠的数据传输。
5. 应用层：该层是用户接口层，为用户提供网络服务和应用程序。
该层负责处理诸如电子邮件、文件传输、远程登录、Web 浏览器等应用程序的协议和接口。
五层原理体系结构是网络通信中最常用的体系结构，它提供了
一个标准化的网络通信模型，不同的网络设备和应用程序都可以在该模型中进行通信。
同时它也是TCP/IP协议族的基础，TCP/IP协议族中的各种协议都是基于该模型的不同层级进行设计的。
2.2网络体系结构层次模型
2.2.2 常见的网络体系结构
IBM公司的SNA(System Network Architecture)
DEC公司的DNA(digital Network Architecture)
HP公司的DSN(Distrubuted System Network) 、Sperry Univac公司的DDA、Borroughts公司 的DNS、Honeywell公司的DSA、日本富士通公司 的FNA
假如将网络中通信双方比喻为2个人进行谈话，那么，语法 相当于规定了双方的方式，语义则相当于规定了谈话的内容 ，同步则相当于规定了双方按照什么顺序来进行谈话。
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2.2.4 网络通信协议 协 一种是使用便于人来阅读和理解文字描述。 议 的 另一种是使用让计算机能够理解的程序代 形码 式 ——协议软件。
计算机网络上的各台计算机之间的相互通信，需要按 照一定的规则来运行，使得数据信息的发送和接收能有条 不紊地进行，为使网络中数据通信能正常进行而建立的规 则、标准和约定的集合称为“网络协议”。
7
2.2.4 网络通信协议
协议的三大要素： ➢语法（做什么what to do） ---是指用户数据与控制信息的 结构和格式，如数据格式，编码及信号电平等规则 ➢语义（怎么做how to do） ---语法的含义,即需要发出何种 控制信息，完成何种动作以及做出何种响应，如：各种命令及 回答响应的含义、用于协调的差错处理的控制信息等规则 ➢同步（何时做when to do） ---事件实现顺序的详细说明 , 包括速度匹配、应答次序、报文排序和状态变化规则.
?每一层应完成精确定义的功能?分层处应当选择接口的描述最少层间交互最少的地方?层次数目要适当应考虑数据传输过程的特点在双方形成对等层关系?每一层功能的选择应利于标准化分层原则7计算机网络上的各台计算机之间的相互通信需要按照一定的规则来运行使得数据信息的发送和接收能有条不紊地进行为使网络中数据通信能正常进行而建立的规则标准和约定的集合称为网络协议
osi 安全体系结构概念
osi 安全体系结构概念
OSI（Open Systems Interconnection）是指国际标准化组织（ISO）所制定的一个用于计算机网络体系结构的参考模型。
OSI安全体系结构是在此模型基础上发展起来的。
OSI安全体系结构概念是指在计算机网络中，为了保护通信数据的机密性、完整性、可用性和可靠性，而设计的一系列安全机制和协议。
它定义了在网络通信中需要考虑的安全问题，并提供了一种层次化的方法来解决这些问题。
OSI安全体系结构主要包含以下几个部分：
1. 数据加密和解密：用于保护通信数据的机密性，使用密码算法对数据进行加密和解密，以防止未经授权的用户访问数据。
2. 访问控制：用于保护网络资源的完整性，控制用户对网络资源的访问权限，防止未经授权的用户修改、删除或篡改数据。
3. 身份认证：通过验证用户的身份来保证通信数据的可信度，防止被冒充或伪造身份的用户对网络进行攻击。
4. 数据完整性检查：用于确保通信数据在传输过程中没有被篡改或损坏。
5. 安全审计：使用日志记录和审计技术来检查网络中发生的安全事件，以及对安全事件的响应情况。
通过在每一层上实施适当的安全机制，OSI安全体系结构可以提供全面的网络安全保护，并且在多层次的安全控制下提供更高的安全性。
软件架构设计中的五层体系结构
软件架构设计中的五层体系结构随着计算机技术的不断发展，软件系统的规模越来越大，复杂度也越来越高，因此在软件系统的开发过程中，软件架构的设计显得尤为重要。
软件架构定义了软件系统的组织结构，包括软件系统的组件、模块、接口、数据流等等，是指导软件系统设计和开发的基石。
软件架构设计中的五层体系结构是一种基于分层思想的软件架构设计模式，被广泛应用于大型软件系统。
该体系结构分为五个层次，每个层次负责处理不同的任务和功能，各层之间协同工作，形成一个完整的软件系统。
下面将详细解释五个层次及其功能。
第一层：用户界面层用户界面层是软件系统与用户之间的接口，负责接收用户的输入请求，并向用户展示软件系统的输出信息。
用户界面层通常包括下面两个部分：1.1 用户界面管理器用户界面管理器是负责响应用户界面的请求，生成和显示用户界面的用户界面组件，如按钮、文本框等。
用户界面管理器还可以帮助用户进行数据输入验证，保证数据的完整性和正确性。
1.2 应用程序编程接口应用程序编程接口（API）是用户界面层与下一层——业务逻辑层之间的桥梁，将用户界面的请求传递给业务逻辑层。
API还可以将业务逻辑层返回的数据展示给用户界面层。
第二层：业务逻辑层业务逻辑层是软件系统的核心，负责处理软件系统的业务逻辑，即实现软件系统的功能。
业务逻辑层通常包括下面两个部分：2.1 业务逻辑模型业务逻辑模型是软件系统中实现业务逻辑的代码和算法集合，是业务逻辑层的核心。
业务逻辑模型需要和其他模块进行交互，因此需要和数据库模型进行配合。
2.2 数据访问模型数据访问模型负责与数据库进行通信，将业务逻辑层操作的数据存储到数据库中，并从数据库中读取数据。
数据访问模型还需要对数据库进行管理和维护，保证数据库的稳定性和安全性。
第三层：数据访问层数据访问层是负责管理和维护数据库的模块，其功能是通过数据访问接口向上层提供一定的数据访问功能，同时向下层提供对数据库的操作。
数据访问层通常包括下面两个部分：3.1 数据库访问接口数据库访问接口提供对外的数据访问API，向上层提供数据库的访问功能。
第3章 计算机网络体系结构
3.2.1 OSI参考模型
OSI参考模型采用了层次结构，将整个网络的通信功能划分 成七个层次，每个层次完成不同的功能。这七层由低层至 高层分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话 层、表示层和应用层，如图3-5所示。
图3-5 OSI参考模型
3.2.2 OSI/RM各层的主要功能
1．物理层 物理层（Physical Layer）处于OSI参考模型的 最低层。物理层的主要功能是利用物理传输介质 为数据链路层提供物理连接，以便透明地传送 “比特”流。物理层传输的单位是比特（Bit）， 不去考虑比特流的意义和结构。
图3-9 OSI参考模型的数据流向
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1
AP1 5
计算机 2
应用进程数据先传送到应用层
AP2 5 4 3 2 1
加上应用层首部，成为应用层 PDU
4
3 2
1
计算机 1 向计算机 2 发送数据
计算机 1
AP1 5
计算机 2
AP2
应用层 PDU 再传送到运输层 加上运输层首部，成为运输层报文
3.1 网络体系结构的基本概念
随着计算机网络技术的不断发展，出现了多种 不同结构的网络系统，如何实现这些异构系统的互 连？采取什么样的有效方法来分析这些复杂的网络 系统？
3.1.1
网络体系结构的形成
计算机网络的体系结构采用了层次结构的方法来描 述复杂的计算机网络，把复杂的网络互连问题划分 为若干个较小的、单一的问题，并在不同层次上予 以解决。
3.2.2 OSI/RM各层的主要功能（续）
7．应用层 应用层是七层协议的最高层，底层所有的协议的最 终目的都是为应用层提供可靠的传输手段。 负责管理应用程序之间的通信。 主要功能：文件传输、虚拟终端、事务处理、网络 管理等。
osi七层模型
开放系统互连参考模型
开放系统互连参考模型(Open System Interconnect 简称OSI）是国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定的开放系统互连参考模型，为开放式互连信息系统提供了一种功能结构的框架。
它从低到高分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
简介
OSI参考模型的全称是开放系统互连参考模型，是由国际标准化组织ISO在20世纪80年代初提出来的。
ISO自从1946年成立以来，已经提出了多个标准，而ISO/IEC 7498，这个关于网络体系结构的标准定义了网络互连的基本参考模型。
当时，网络界出现了以IBM的SNA为代表的若干个网络体系结构，这些体系结构的着眼点往往是各公司内部的网络连接，没有统一的标准，因而它们之间很难互连起来。
在这种情况下，ISO提出了OSI参考模型，它最大的特点是开放性。
不同厂家的网络产品，只要遵照这个参考模型，就可以实现互连、互操作和可移植性。
也就是说，任何遵循OSI标准的系统，只要物理上连接起来，它们之间都可以互相通信。
OSI参考模型定义了开放系统的层次结构和各层所提供的服务。
OSI参考模型的一个成功之处在于，它清晰地分开了服务、接口和协议这3个容易混淆的概念。
服务描述了每一层的功能，接口定义了某层提供的服务如何被高层访问，而协议是每一层功能的实现方法。
通过区分这些抽象概念，OSI参考模型将功能定义与实现细节区分开来，
概括性高，使它具有普遍的适应能力。
OSI参考模型是具有7个层次的框架，自底向上的7个层次分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
OSI基本参考模型
OSI的分层思想
OSI的分层思想： 1）每一层要有明确的功能界限并严格建立在其下层之上； 2）每一层除实现本层功能外，还要为上层提供一定服务； 3）下层为上层提供服务的细节或实现方式要与上层无关； 4）同层之间要有相互兼容的通信规则或约定。
OSI的层次模型
会话层
➢ 会话层是在传输层提供的端到端服务基础上，为两端会话实体间建 立和维持一个会话，并使会话获得同步。
➢ 会话层的功能：在提供一个面向进程的会话服务，并为会话活动提 供有效的控制和管理。
OSI的层次模型
表示层
➢ 表示层处理的是OSI中两端主机系统之间的信息表示问题， 通过抽象的方法来定义一种数据类型或数据结构，并使用 这种抽象的数据结构在两端系统之间实现数据类型和编码 的转换。
OSI综述
OSI的最高层为应用层，面向用户提供应用级的服务；最低层为 物理层，负责连接通信媒体实现数据传输。
低三层可以看作是面向数据传输的控制层（属于通信子网），主 要负责解决有关通信控制和通信寻址等问题。
OSI综述
高三层可看作是面向数据处理的应用层（属于资源子网），主 要负责解决应用进程间的数据通信和数据处理等问题；传输层 在OSI中起到承上启下的作用，作为通信子网和资源子网的接 口，负责总体的数据传输和数据控制，确保两端通信系统实现 端到端的数据传送。
物理层
➢ 物理层直接与通信媒体相连，是数据传输的物理接口层。该 层为上层（数据链路层）提供透明的比特流传输服务，传输 数据的基本单位为比特（bit）。
➢ 物理层的功能：为数据端设备提供传送数据的通路，实现比 特流的传输。
OSI的层次模型
物理层定义的主要内容： ➢ 1）机械特性 ➢ 2）电气特性 ➢ 3）功能特性 ➢ 4）规程特性
osi体系结构的基本模型
osi体系结构的基本模型OSI（开放系统互联）体系结构是计算机网络领域中的一个重要概念，它是国际标准化组织（ISO）在20世纪80年代提出的一种网络架构模型。
OSI体系结构将计算机网络的功能划分为七个不同的层次，每个层次负责不同的任务，从而使得网络的设计和实现更加模块化和可扩展。
本文将介绍OSI体系结构的基本模型及其各层次的功能。
OSI体系结构的基本模型由七个层次组成，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。
下面将对每个层次的功能进行详细介绍。
1. 物理层：物理层是OSI体系结构中最底层的层次，它负责定义传输数据所需的物理介质和传输方式，包括电压、电流、物理接口等。
物理层的功能主要涉及信号传输、数据编码和时钟同步等。
2. 数据链路层：数据链路层位于物理层之上，它负责在物理层提供的传输介质上建立数据链路连接，实现可靠的数据传输。
数据链路层的功能包括帧的封装与解封装、差错检测与纠正、流量控制和访问控制等。
3. 网络层：网络层是OSI体系结构中的第三层，它负责数据在网络中的传输和路由选择。
网络层主要实现数据包的分组和转发，并通过路由算法选择合适的路径将数据从源节点传输到目的节点。
4. 传输层：传输层位于网络层之上，它主要负责提供端到端的可靠数据传输服务。
传输层的功能包括数据分段与重组、流量控制、差错检测与纠正以及数据传输的可靠性保证等。
5. 会话层：会话层是在传输层和表示层之间的一个抽象层，主要负责管理和协调通信会话。
会话层的功能包括会话的建立、维护和终止，以及数据的分割和重组等。
6. 表示层：表示层位于会话层和应用层之间，它负责对数据进行格式化和转换，以便不同的应用程序之间可以相互理解和交换数据。
表示层的功能包括数据的加密与解密、数据的压缩与解压缩以及数据的编码与解码等。
7. 应用层：应用层是OSI体系结构中最高层的层次，它提供了各种应用程序所需的网络服务和接口。
应用层的功能包括远程登录、文件传输、电子邮件、网页浏览等。
计算机网络五层体系结构
计算机网络五层体系结构计算机网络是现代信息技术的基础，它可以让计算机互相连接，进行通信和数据交换。
为了能够更好地组织和管理计算机网络中各个部分的功能和协议，计算机网络被分为五层体系结构，被称为OSI（Open System Interconnection，开放系统互联）参考模型。
OSI参考模型由国际标准化组织（ISO）在20世纪80年代初制定，它将计算机网络分为物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层五个层次进行描述和划分。
每一层都具有各自的功能和任务，它们协同工作，以保证网络的正常运行和数据的可靠传输。
1. 物理层（Physical Layer）：物理层是计算机网络的底层，主要负责将网络中的数据转换为比特流，通过物理媒体进行传输。
在这一层次中，数据的传输是以二进制形式进行的，物理层主要负责发送和接收数据，以及控制电流、电压、时钟等物理参数。
2. 数据链路层（Data Link Layer）：数据链路层建立在物理层之上，主要负责将网络中的比特流转换为有意义的数据帧，并进行传输错误的检测和纠正。
数据链路层通过帧同步、流量控制和差错检测等技术，保证数据的可靠传输，同时还负责对物理层的传输进行抽象和协调。
3. 网络层（Network Layer）：网络层是计算机网络的关键，它负责将数据包从源主机传输到目标主机，并选择合适的路径进行传输。
网络层通过路由算法、寻址和分组转发等技术，实现了跨网络的数据传输，为上层提供了无差别的网络服务。
4. 传输层（Transport Layer）：传输层位于网络层和应用层之间，主要负责为两个网络节点之间的通信建立端到端的连接。
传输层通过端口号和协议，实现了数据的可靠传输和分段重组，为上层应用提供了端到端的通信服务。
5. 应用层（Application Layer）：应用层是计算机网络的顶层，它为用户提供了各种网络应用和服务。
应用层通过各种应用协议（如HTTP、FTP、SMTP等），支持不同类型的网络应用，例如网页浏览、文件传输、电子邮件等。
八大体系结构模式
八大体系结构模式八大体系结构模式是指在软件工程领域中常用的八种软件系统设计架构模式，它们是：1. 分层架构模式（Layered Architecture）：将系统划分为若干层次，每一层都有特定的功能和责任，上层依赖于下层，实现了系统的分离和解耦。
2. 客户端-服务器架构模式（Client-Server Architecture）：将系统划分为客户端和服务器两个部分，客户端发送请求，服务器响应并处理请求，实现了逻辑的分布和协作。
3. MVC架构模式（Model-View-Controller Architecture）：将系统划分为模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）三个部分，模型负责数据管理，视图负责展示，控制器负责协调模型和视图的交互。
4. 微服务架构模式（Microservices Architecture）：将系统划分为一组小型的、独立部署的服务，每个服务独立运行，通过轻量级通信机制进行交互，实现了系统的高内聚和低耦合。
5. 事件驱动架构模式（Event-Driven Architecture）：通过事件的产生、传递和处理来驱动系统的运行，各个组件根据事件的发生和变化进行响应，实现了系统的松耦合和灵活性。
6. 领域驱动设计模式（Domain-Driven Design）：将系统的核心业务逻辑抽象为领域模型，并基于领域模型进行软件系统的设计与开发，强调对领域知识和业务规则的建模。
7. 服务导向架构模式（Service-Oriented Architecture）：将系统划分为一组松耦合的、可重用的服务，通过服务之间的交互来实现系统功能，提高系统的灵活性和可扩展性。
8. 响应式架构模式（Reactive Architecture）：根据系统的负载和需求变化，动态地进行资源分配和重新配置，以保证系统的高性能和高可用性。
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必须等待处理结果 调用后即可返回，不等待结果
连接的实现机制
硬件层
实现高层连接的基础
过程调用 功能服务和抽象连接
中断 复杂连接
存储 共享
栈
高层过程调用的参数传递
DMA 大体积快速共享传输
串行和并行 高层输入/输出连接的基础
连接的实现机制
基础控制描述层 过程调用（同步/异步调用） 动态约束 流和文件 责任链 网络
交互方式 请求信息传递的形式 信号式 / 语言式
连接器的特性
可扩展性 操作接口、功能、连接关系的动态可扩展性
互操作性 建立连接的双方，直接或间接操作对方信息的
能力。
动态连接性 连接行为的动态约束特性
连接器的特性
连接请求的响应特性 响应的顺序性、同时性、并发性
连接请求的处理策略 请求的传递、扩展、撤销。
体系结构的层次模型
软件体系结构的层次模型
层次性是软件体系结 构的不变性，是软件 构成的共同规律。
1.硬件基础层
软件运行的物质基础 处理器、存储器、时钟、中断及控制、
I/O端口、I/O通道、…
基于冯.诺依曼结构
2. 软化的硬件层
形成 以命名代理的形式对硬件的操作加以描述
处理方式
处理器 中断
消息连接 高层：不同类型消息的属性与取值 低层：消息的传递和处理规则
连接的特性
连接的方向性
连接的角色 连接双方的地位
连接的激发 引起连接行为的方式
连接的响应特性 “从动方”对连接请求的处理特性。
实时性、时间、方式（同步/异步）、并发处理的能力。
连接的不匹配及其解决方法
连接冲突或不匹配的原因 连接的实现机制、协议、特性等。
部件分类（作用）
控制部件
负责系统运行管理
协调部件
负责部件间协作关系
连接部件
负责部件间链接作用和转换
服务提供部件 为其他部件提供特定服务功能
信息控制部件 负责安全检查和信息转接传递
构造部件
完成对象的产生和撤销
部件的实现形式
部件
无行为能力 有行为能力
简单数据 内部结构＋操作行为
部件的基本实现形式就是对象
支持该层的软件系统模型 分布式计算、程序组装
支持该层的设计工具 编译器设计、组件设计
6. 应用层
从应用领域出发建立的系统结构概念
包括的概念 企业管理、公文处理、控制系统、CAD系统…
支持该层的软件系统模型 企业管理、组态控制、过程控制、统计分析、动画制
作等
支持该层的设计工具 事务处理设计、公文处理设计、控制系统组态环境、
4. 资源和管理层
操作系统的协调和控制
提供基于操作系统的资源和功能服务
支持该层的软件系统模型 进程控制、分时系统、消息控制、微核系统、可视化
程序结构
支持该层的设计工具 体系结构语言、可视化程序设计
5. 系统结构模式层
体系结构风格或系统级别的设计模式
e.g. 解释器、编译器、编辑器、客户/服务器、浏览器 B/S、…
…
状态和指令的集合 状态和中断服务
编程工具 提供汇编及宏汇编语言
软件构成的基础
3. 基础控制描述层
软件描述层
程序控制 数据描述
支持该层的软件系统模型 主程序/子程序、结构化程序、模块化程序、
面向对象程序、状态转换等
支持该层的设计工具 程序设计语言、结构化分析设计、面向对象分
析设计
问题描述 对于任意两个部件A和B，由于在实现机
制、数据表示、通信、包装、同步、语法、 控制等方面的差异，A和B部件不能协调工 作。
连接的不匹配及其解决方法
解决方案
修改部件A的实现 修改AB的数据传输
A
B
协议“握手”机制
在正式开始传输前，识别协议。确定可接受的 连接行为
连接的不匹配及其解决方法
A端接口
连接器
B端接口
A端接口
A端 接收、 发送、
计算
B端 接收、 发送、
计算
B端接口
连接器的表达形式
多端连通的连接器 Байду номын сангаас对多单向、多对1单向、 1对多互连、多对1
互连
连接器的类别
直接连接 不需要专门连接器的连接
具有物理隔离的不同计算机系统之间的连接器
有专用连通介质的连接器 系统中需要建立单端的接收、发送和计算处理。
解决方案
使B的连接支持多种实现机制和协议
A
B
使用标记语言 e.g. <XML>
为B提供信息输入/输出的转换器
A
B
连接的不匹配及其解决方法
解决方案
使用信息交换的中间形式
在部件外部建立信息交换表示 推广信息交换的通用标准
使用中介部件（连接器）
A
使用代理包装A
A
B B
连接器
连接器及其作用 连接器的表达形式 连接器的类别 连接器的特性
3. 基础控制描述层
该层面是对软件所处理问题的数据对象及其之间 关系最深入、最具体的描述，也反映了人们通常 对于软件结构的认识。
在该层对软件结构的描述可以划分为：
方法I
以数据对象和操作算法为代表的高级层面 实现代码结构的低级层面
方法II
处理软件运行所维持的内在数据和关系的内在概念模型 外在操作结构或界面 用户与内在模型实现交互的手段
部件的特性
部件的动态特性
运行调度 运行环境资源的分配和多任务的并行执行
生存期管理 部件运行实例的产生和撤销，包括由部件负责 的其他类型部件的产生和撤销。
部件的特性
部件的概念等级或层次
连接
连接的种类 连接的实现机制 连接的协议 连接的特性 连接的不匹配及其解决方法
连接
连接
部件与部件之间建立和维持行为关联和信息传递的途 径
单个计算机系统内的连接器
有/无专用连通介质。 系统中需要建立两端的接收、发送和计算处理。
分类： 连接器两端处于同一个系统内部 并发 / 非并发部件 连接器两端处于不同系统 两端系统同时 / 非同时运行
连接器的特性
关系 1:1、1:n、n:1、m:n
角色和方向 角色：参与方的作用或地位 方向：双向 / 单向
连接的本质在于： 实现机制和信息交换协议，简称机制和协议
机制 连接得以发生和维持的机制 e.g. 参数调用方式 / 串口通讯
协议 正确进行信息交换的规则
连接的种类
按照连接的目的划分
操作/过程调用 控制/事件/消息发送 数据传输
连接的实现机制
同步 e.g. 串口的阻塞传输
异步 e.g. 网络中的异步发送
层次模型中部件的概念
是在基本的部件形式上经过复合和概念提升而产生的 e.g. 数组、树； 注册表； 浏览器
部件的表达形式
具有操作接口定义的抽象数据类型描述
组成
内部数据结构及其操作 对外提供的操作方法集合
按照访问目的对操作方法进行划分，得到部件的多个操作接口 接口：Interface（Java） 接口定义：IDL(Interface Description Language)
多用户服务 部件具有事件触发和多线程运行的能力
部件的特性
部件的远程服务特性
提供数据和功能服务 网络的分布计算环境的要求
部件的特性
部件的关联特性 部件与相关联部件所建立的联系和联系的方式 e.g. 向其他部件请求信息或服务
动态/静态处理联系
连接的实现形式影响部件的设计与实现 e.g. 同步调用/异步调用
部件的类别
概念层次
基础部件、中层部件、高层部件
应用 通用部件、专用部件
功能 数据服务部件、功能服务部件、逻辑处理部件、界面
部件、控制部件、连接部件、体系结构部件等
运行特性 调度和非调度部件、中断和非中断部件、多客户服务
部件。
部件的特性
部件的接口特性
完备性 使用者可以用它完成部件应该能够完成的一切工作。
连接器及其作用
连接器 实现部件之间联系的特殊机制或特殊部件
联系：消息和信号的传递、功能和方法的请求或调用、 数据的转换和传送…
连接部件与一般部件
一般部件：软件功能设计和实现的承载体 连接器：负责完成部件之间信息交换和行为联系的专
用部件
连接器的表达形式
部件之间的直接连接
部件A
部件B
有/无专用介质
CAD工具软件、统计分析设计、领域专家系统设计
体系结构层次模型的概念划分和构成
部件与连接器
部件：软件系统的组成单元 连接器：承担连接作用的特殊部件
部件
部件及其作用 部件的实现形式 部件的表达形式 部件的类别 部件的特性
部件及其作用
部件定义
从系统构成 在系统运行中承担一定功能、发挥一定作用的软件体 从程序设计角度 模块、类、对象或者一个相关功能集合
连接的代价，处理速度或能力 对连接器性能的评价
连接器的特性
连接器的概念等级或层次 由所处理问题的概念层次确定
共享数据的连接器 共享数据区 / 共享文件
谢谢！
最小性 部件接口或界面中任一操作，都不能由其他操作组合而实现。
正交性 设法使两个不同的操作交叉重复部分达到最小。
方便性 提供用户欢迎的操作。可能会破坏最小性和正交性要求
效率 接口操作的执行效率
部件的特性
部件的运行特性
中断处理 实时系统：消息机制 / 中断处理
并行调度 考虑进程的产生、撤销、通信和调度管理
连接的实现机制
资源及管理调度层 进程、线程、共享、同步、并行、分时
并发、事件、消息、异常、…
面向应用层次 管道、解释器、编译器、组件/中间件、
OLE、ActiveX、ODBC、…