第2章 网络体系结构

2.1 概述

网络体系结构是通信网络的总体设计，是对网络物理组成、功能组织与配置、运行原理、工作过程以及数据格式的描述框架，为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑等提供标准[1]。由此可见，网络体系结构是对网络的组成、相互关系以及实现功能的整体描述，是对网络总体功能和内在具体逻辑做出的一种明确界定，具体来说就是网络层次模型、各层主要协议以及层间接口的集合。

在电信领域，网络体系结构可能还包括一些更具体的内容，如通信网络提供的具体设备、服务，以及详细的通信速率和计费标准等。

在计算机网络领域，网络体系结构一般指网络的参考模型，最著名的就是OSI的7层模型和IETF的TCP/IP模型，如图2-1所示。其中，OSI模型比较复杂，很少使用，但是层次划分概念清晰，每一层完成的功能、具备的特性等都非常重要，而且模型本身非常通用，现在仍然有效，因此，几乎所有计算机网络的教科书都会详细介绍这7层模型。TCP/IP模型本身不完美，但是协议却被广泛使用，是当前全球互联网事实上的网络模型。从实质上看，TCP/IP模型只有最上面的3层，因为下面的物理接口层并没有具体内容，因此一般采取折中的办法，认为计算机网络的协议体系为5层，从下到上依次为物理层、数据链路层、网络层、运输层和应用层[2,3]。

第1章已经提到，移动互联网本质上是移动通信和互联网的融合发展。因此，在体系结构设计上，移动互联网的出现和发展，并没有产生全新的网络体系结构，而是对现有网络的继承、演进、丰富和滚动发展。当然，移动互联网作为一个新生事物，相比传统的互联网和移动通信系统，还是有很多变化和新的特征，在网络架构等方面的研究也呈现百花齐放、百家争鸣的格局。

图2-1 计算机网络体系结构

本章首先按照电信网和互联网两大主要阵营和领域，介绍各自网络体系结构的最新研究和发展。然后在分析移动互联网异构特征和发展趋势的基础上，提出一种具有普适性的移动互联网参考模型。值得指出的是，尽管本章分别按照电信网和互联网两大阵营来组织体系结构研究的内容，实际上，在新型网络的架构设计、技术研讨和标准制定方面都是互相借鉴、逐步融合的。