1.2 计算机网络体系结构与参考模型
1.2.1 计算机网络分层结构
1、相关概念
计算机网络体系结构
简称体系结构，从功能上描述计算机网络结构
是分层结构，是抽象的
每层遵守某些网络协议以完成基本功能
是计算机网络各层及其协议的总和
实体：每一层中的活动元素，第n层中的活动元素称为n层实体
对等实体：位于同一层的实体
协议：为进行网络中的对等实体数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议。只有对等实体之间才存在协议
协议的三要素：
语法：规定传输数据的格式（数据格式、起止方式等）
语义：规定所要完成的功能（各分段的功能）
同步：规定各种操作的顺序
接口（访问服务点SAP）
上层使用下层服务的入口
只有相邻层之间存在接口，服务的实现细节对上层完全屏蔽
服务
下层为相邻上层提供的功能调用
当某一层使用前一层提供的服务时，还包含下层所提供的所有服务
SDU服务数据单元：为完成用户所要求的功能而应传送的数据
PCI协议控制信息：控制协议操作的信息
PDU协议数据单元：对等层次之间传送的数据单位
每一层的数据（SDU）加上控制信息（PCI）构成下一层所使用的SDU。
2、分层的基本原则
各层之间相互独立，每层只实现一种相对独立的功能
每层之间界面自然清晰，易于理解，相互交流尽可能少
结构上可分割开，每层都采用最合适的技术来实现
保持下层对上层的独立性，上层单向使用下层提供的服务
整个分层结构应该能促进标准化工作。
1.2.2 OSI参考模型
开放性系统互联参考模型，通称OSI参考模型。
应用层、表示层、会话层属于资源子网
网络层、数据链路层、物理层属于通信子网
传输层连接资源子网与通信子网
1、应用程
所有能和用户交互产生网络流量的程序。
应用层服务
文件传输（FTP）
电子邮件（SMTP）
万维网（HTTP）
2、表示层
用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式（语法和语义）。
表示层功能
数据格式变换
比特流→JPG图片
数据加密解密
数据压缩和恢复
对视频流进行压缩等
表示层协议
ASCII
JEPG
3、会话层
向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序地传输数据。
会话层功能
建立、管理、终止会话
使用校验点可使会话在通信失效时从校验点/同步点继续恢复通信，实现数据同步
会话层协议
ASP
ADSP
4、传输层
负责主机中两个进程的通信，即端到端的通信。
传输单位是报文段或用户数据报。
传输层的功能
可靠传输、不可靠传输
差错控制：修正报文中的顺序错误、缺失等
流量控制：依据收包速度控制发送方的发包速度
复用分用
复用：多个应用层进程可以同时使用下层的服务
分用：传输层把收到的数据分别发送给上层相应的进程
传输层协议
TCP
UDP
5、网络层
主要任务是把分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。
网络层传输单位是数据报。
网络层功能
路由选择
流量控制：限制发送方的速度
差错控制：奇偶校验等
拥塞控制：统筹整个网络中所有结点，防止发生拥塞
网络层协议
IP
IPX
ICMP
IGMP
ARP
RARP
OSPF
6、数据链路层
主要任务是把网络层传下来的数据报组装成帧。
数据链路层/链路层的传输单位是帧。
数据链路层功能
成帧：定义帧的开始和结束
差错控制：帧错+位错
流量控制：限制发送方数据
访问（接入）控制：控制对信道的访问
数据链路层协议
SDLC
HDLC
PPP
STP
7、物理层
主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输。
物理层传输单位是比特。
透明传输：不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送
物理层功能
定义接口特性
定义传输模式：单工、双工、半双工
定义传输速率
比特同步
比特编码
物理层协议
Rj45
802.3
1.2.3 TCP/IP参考模型
1、TCP/IP与OSI模型的异同
相同
都分层
基于独立的协议栈的概念
可以实现异构网络互联
不同
OSI定义三点：服务、协议、接口
OSI先出现，参考模型先于协议发明，不偏向特定协议
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
连接方式不同：
网络层
无连接+面向连接
无连接
传输层
面向连接
无连接+面向连接
面向连接分为三个阶段
第一是建立连接，在此阶段，发出一个建立连接的请求。
只有在连接成功建立之后，才能开始数据传输，这是第二阶段。
接着，当数据传输完毕，必须释放连接。
面向无连接没有这么多阶段, 它直接进行数据传输。
2、五层参考模型
将OSI参考模型与TCP/IP协议综合，得到5层参考模型。
5层参考模型的数据封装流程如下图所示
最后更新于
