本节书摘来自异步社区《非常网管：网络管理从入门到精通（修订版）》一书中的第1章，第1.2节,作者： 崔北亮 , 陈家迁 更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。
1.2 网络体系结构
两台计算机进行通信时，必须采用相同的信息交换规则。在计算机网络中，用于规定信息的格式以及发送和接收信息的规则称为网络协议（Network Protocol）或通信协议（Communication Protocol）。为了减少网络协议设计的复杂性，网络设计者并不是设计一个单一、巨大的协议来为所有形式的通信规定完整的细节，而是采用把通信问题划分为许多个小问题，然后为每个小问题设计一个单独的协议的方法。这样做使得每个协议的设计、分析、编码和测试都比较容易，正如编程一样，通过编写“过程”和“函数”以方便调用，把一个复杂的程序模块化、简单化。分层模型（Layering Model）是一种用于开发网络协议的设计方法。本质上，分层模型描述了把通信问题分为几个小问题（称为层次）的方法，每个小问题对应于一层。
为了减少网络设计的复杂性，绝大多数网络采用分层设计方法。所谓分层设计方法，就是按照信息的流动过程将网络的整体功能分解为多个功能层，不同机器上的同等功能层之间采用相同的协议，同一机器上的相邻功能层之间通过接口进行信息传递。
为了便于理解接口和协议的概念，首先以邮政通信系统为例进行说明。人们平常写信时，对信件的格式和内容都有约定。写信必须采用双方都懂的语言文字和文体，开头是对方称谓，最后是落款等。这样，对方收到信后，才可以看懂信中的内容，知道是谁写的，什么时候写的等。信写好后，必须将信封装并交由邮局寄发，寄信人和邮局之间对信封写法和邮票的贴法也有约定。在中国寄信必须先写收信人地址、姓名，然后再写寄信人的地址和姓名。邮局收到信后，首先进行信件的分拣和分类，然后交付有关运输部门进行运输，如航空信交民航、平信交铁路运输或公路运输等。这时，邮局和运输部门对到站地点、时间、包裹形式等也有约定。信件运送到目的地后进行相反的过程，最终将信件送到收信人手中，收信人依照约定的格式才能读懂信件。如图1-2-1所示，在整个过程中，主要涉及3个子系统，即用户子系统、邮政子系统和运输子系统。
从上例可以看出，各种约定都是为了达到将信件从一个源点送到一个目的点这个目标而设计的，这就是说，它们是因信息的流动而产生的。可以将这些约定分为同等机构间的约定，如用户之间的约定、邮政局之间的约定和运输部门之间的约定，以及不同机构间的约定，如用户与邮政局之间的约定以及邮政局与运输部门之间的约定。
虽然两个用户、两个邮政局和两个运输部门分处甲、乙两地，但它们都分别对应同等机构，同属一个子系统；而同处一地的不同机构则不在一个子系统内，它们之间的关系是服务与被服务的关系。很显然这两种约定是不同的，前者为部门内部的约定，而后者是不同部门之间的约定。在计算机网络环境中，两台计算机中两个进程之间进行通信的过程与邮政通信的过程十分相似。
为了减少计算机网络设计的复杂性，人们往往按功能将计算机网络划分为多个不同的功能层。网络中同等功能层之间的通信规则就是该层使用的协议，如有关第N层的通信规则的集合，就是第N层的协议。而同一计算机不同功能层之间的通信规则称为接口（Interface），在第N层和第（N+ 1）层之间的接口称为N /（N+1）层接口。总的来说，协议是不同机器同等功能层之间的通信约定，而接口是同一机器相邻功能层之间的通信约定。不同的网络，分层数量、各层的名称和功能以及协议都各不相同。然而，在所有的网络中，每一层的目的都是向它的上一层提供一定的服务。
协议层次化不同于程序设计中模块化的概念。在程序设计中，各模块可以相互独立，任意拼装或者并行，而层次则一定有上下之分，它是依数据流的流动而产生的。组成不同计算机同等功能层的实体称为对等进程。对等进程不一定必须是相同的程序，但其功能必须完全一致，且采用相同的协议。
分层设计方法将整个网络通信功能划分为垂直的层次集合后，在通信过程中，下层将向上层隐藏下层的实现细节。但层次的划分应首先确定层次的集合及每层应完成的任务。划分时应按逻辑组合功能，并具有足够的层次，以使每层小到易于处理。同时层次也不能太多，以免产生难以负担的处理开销。
计算机网络体系结构是网络中分层模型以及各层功能的精确定义。对网络体系结构的描述必须包括足够的信息，使实现者可以为每一功能层进行硬件设计或编写程序，并使之符合相关协议。需要注意的是，网络协议实现的细节不属于网络体系结构的内容，因为它们隐含在机器内部，对外部说来是不可见的。
