1. 网络体系结构

1.1 计算机网络为什么要分层？

首先，了解一下两台主机间发送文件前要完结的作业：

1. 建议通讯的计算机必须将数据通讯的通路进行激活。
2. 要告知网络怎么辨认意图主机。
3. 建议通讯的计算机要查明意图主机是否开机并与网络正常衔接。
4. 确保过失和意外能够处理。
5. …

能够看出，这一系列问题放在一同十分复杂，计算机网络分层是为了将复杂问题简单化，通过将巨大的网络体系划分为多个独立的层次，使得每个层次都有明晰的功用和职责。

1.2 分层准则

怎么对网络进行分层？

分层的基本准则：

1. 各层之间彼此独立，每层只完结一种相对独立的功用。
2. 每层之间界面自然明晰，易于了解，彼此交流尽可能少。
3. 结构上可分割开。每层都选用最合适的技能来完结。
4. 坚持基层对上层的独立性，上层单向运用基层供给的服务。
5. 整个分层结构应该能促进规范化作业。

1.3 分层结构

1. 实体：第n层的活动元素称为n层实体，同一层的实体叫做对等实体。
2. 协议：为网络中的对等实体进行数据交流而树立的规则、规范或约定称为网络协议。（水平）
   • 语法：规则传输数据的格式。
   • 语义：规则所要完结的功用。
   • 同步：规则各种操作顺序。
3. 接口（拜访服务点）：上层运用基层服务的进口。
4. 服务：基层为相邻上层供给的功用调用。（垂直）

一些概念

1. • SDU服务数据单元：为完结用户所要求的功用而应传送的数据。
   • PCI协议操控单元：操控协议操作的信息。
   • PDU协议数据单元：对等层次之间传送的数据单位。

     

2. 网络体系结构是从功用上描绘计算机体系结构的。
3. 每层遵循某个/某些网络协议已完结本层功用。
4. 计算机网络体系结构是计算机网络的各层及其协议的调集。
5. 第n层在向n+1层供给服务时，此服务不仅包括第n层自身的功用，还包括由基层服务供给的功用。仅仅在相邻层间有接口，且所供给服务的详细完结细节对上一层完全屏蔽。
6. 体系结构是笼统的，而完结是指能运转的一些软件和硬件。

了解完详细参阅模型后再看分层结构概念会加深了解。

2. OSI参阅模型

2.1 OSI参阅模型的由来

为了处理计算机网络复杂的大问题 -> 发生了分层结构（按功用）

IBM公司提出了第一个网络体系结构SNA，相继发生了许多的网络体系结构，比如DEC公司的DNA，美国国防部的TCP。这些体系结构是每个公司独有的。

为了支撑异构网络互联。世界规范化安排（ISO）于1984年提出开放体系互连（OSI）参阅模型。

OSI参阅模型在理论上是成功的，但在市场上是失败的。

失败原因：

1. OSI在市场化方面缺乏商业驱动力。
2. OSI协议完结起来过于复杂，且运转效率低。
3. OSI规范的制定周期太长，导致按OSI规范生产的设备无法及时进入市场。
4. OSI的层次划分不太合理，有些功用在多个层次中重复出现。

2.2 OSI七层结构

2.2.1 应用层

用户和网络的界面，一切能和用户发生网络流量的程序。

首要协议：

• 文件传输（FTP）
• 电子邮件（SMTP）
• 万维网（HTTP）

2.2.2 表明层

用于处理在两个通讯体系中交流信息的表明方法（语法和语义）。

• 功用一：数据格式交流
• 功用二：数据加密解密
• 功用三：数据压缩和康复

首要协议：

• JPEG
• ASCII

2.2.3 会话层

向表明层实体/用户进程供给树立衔接并在衔接上有序地传输数据。这是会话，也是树立同步（SYN）。

• 功用一：树立、管理、终止会话
• 功用二：运用校验点可使会话在通讯失效时从校验点/同步点继续康复通讯，完结数据同步。

  适用于传输大文件

首要协议：

• ADSP
• ASP

2.2.4 传输层

负责主机中两个进程的通讯，即端到端的通讯。传输单位是报文段或用户数据报。

• 功用一：可靠传输、不可靠传输
• 功用二：过失操控
• 功用三：流量操控
• 功用四：复用分用

首要协议：

• TCP
• UDP

2.2.5 网络层

首要任务是把分组从源端传送到意图端，为分组交流网上的不同主机供给通讯服务。

网络层传输单位是数据报。

• 功用一：路由选择
• 功用二：流量操控
• 功用三：过失操控
• 功用四：拥塞操控

首要协议：

• IP
• IPX
• ICMP
• IGMP
• ARP
• RARP
• OSPF

2.2.6 数据链路层

首要任务是把网络层传下来的数据报组装成帧。

数据链路层的传输单位是帧。

• 功用一：成帧（界说帧的开端和完毕）
• 功用二：过失操控，帧错和位错
• 功用三：流量操控
• 功用四：拜访（接入）操控

首要协议：

• SDLC
• HDLC
• PPP
• STP

2.2.7 物理层

首要任务是在物理媒体上完结比特流的通明传输。

通明传输：指不论所传数据是什么样的比特组合，都应该能在链路上传送。

物理层传输单位是比特。

• 功用一：界说接口特性
• 功用二：界说传输模式
• 功用三：界说传输速率
• 功用四：比特同步
• 功用五：比特编码

首要协议：

• Rj45
• 802.3

3. TCP/IP参阅模型

TCP/IP参阅模型先有TCP/IP协议栈，然后构成的参阅模型。TCP/IP是事实规范，被广泛应用。

OSI参阅模型与TCP/IP参阅模型的相同点：

1. 都分层
2. 基于独立的协议栈概念
3. 都能够完结异构网络互联

OSI参阅模型与TCP/IP参阅模型的不同点：

1. OSI界说三点：服务、协议、接口
2. OSI先出现，参阅模型先于协议发明，不偏向特定协议
3. TCP/IP设计之初就考虑到异构网互联问题，将IP作为重要层次
4. 二者在网络层和传输层的通讯方法不同

   

   • 面向衔接：三个阶段，树立衔接 -> 数据传送 -> 开释衔接
   • 无衔接：直接进行数据传输

4. 五层参阅模型

归纳了OSI和TCP/IP的长处。