计算机网络各层的设计问题有哪些？

在设备之间进行数据交换时，通信过程需要具备以下要素来管理这些交换过程的因素：

物理数据编码

两个设备之间交换的数据是通过使用电信号进行物理传输的，并且考虑了特定的编码方法。为了使两个系统能够准确地交换数据，它们应该一致地执行和转换携带数据的电信号。

多路复用

这为各种不相关的通信提供了并行连接。

传输介质

这些问题涉及所使用的介质类型（光纤、铜线、无线等），由所需的带宽、抗噪声性和衰减特性决定。

流量控制

数据通信过程分配内存资源，通常称为交互缓冲区，以促进通信和数据接收。它可以防止快速发送方用数据淹没缓慢接收方。需要接收方的某种反馈。

识别发送方和接收方的机制

某些地址既包括机器也包括进程，以确定携带数据的信号是为自己设计的，还是网络上的另一台计算机或广播（一条发送给所有系统的消息）。

错误控制

接收端在收到数据后也应该能够处理和识别损坏。如果有的话，这种损坏可能是由于噪声或电磁干扰造成的。

逻辑信道

协议应为每个连接提供至少两个逻辑信道。

消息排序

消息被分成片段并在通信前进行检查。必须有一个结构在接收端将它们重新排序。这些数据包可能采取多种路由到达目标系统，因此不一定是有序的。

路由

路由方法依赖于在路由器和服务器中执行多个协作阶段，其主要目的是能够将信息智能地传递到其最终目的地。数据网络可以在任何两个部门之间发挥作用，无论它们是否都属于同一个网络，如下面的图表所示：

进程间对话控制

当两个软件在数据网络中注册时，它们会在它们之间建立一个会话。因此，它需要控制它们之间的数据流以及在会话期间的数据流管理。这取决于所涉及应用程序的性质；对话类型可以是全双工、半双工或单工通信模式。

会话恢复

另一个面向应用程序的关注点是能够以最小的代价可靠地从故障中恢复。这可以通过支持检查点格式来实现，允许从之前的检查点恢复操作。

表示问题

当两个或多个通信软件在多个平台上运行时，另一个关注点是它们交换的信息语法之间的差异。

更新于：2021年5月4日

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