第一章 概论 计算机网络笔记 学堂在线 1.4 网络体系结构和协议

1 分层
对每一层进行定义：
下一层为本层提供的服务
本层为上一层提供的服务
本层需要完成的功能

对相邻层之间接口进行定义：
n层通过接口发出服务请求，n-1 层通过接口提供服务响应。
只要n层与n-1 层之间的接口不变，其它层的变化不会对n层实现过程产生影响

分层的原则：
每一层的功能相对独立，相邻层之间功能划分清晰
功能层越多，功能层实现越简单，但网络运行效率越低，必须综合考虑实现难度与运行效果

分层结构实例：
PC结构： 操作系统 --> BIOS --> 主板（不同主板提供的接口不同，但是BIOS给操作系统的接口只有一个）

2 网络体系结构与协议
对等层：在两端分层结构中处于同一地位，起相同作用的功能层。
协议：两端对等层之间的约定和规范

协议的三个要素：
语法：相互交换的信息的结构和格式
语义：相互交换的信息种类，接受方应该做出的反应
时序：各个事件发生顺序

网络体系结构：（网络体系结构是分层结构和协议的集合）
垂直方向的分层结构
水平方向两端功能相同层之间的协议

3 OSI网络体系结构

OSI是国际标准化组织最早定义的网络体系结构，全称是开放体系互连/参考模型（OSI/RM）
其把网络功能划分为7层：（从底层开始向上）
1 物理层：实现二进制位流的传输过程。(物理层有软件有硬件)
2 数据链路层：实现差错控制，封装数据成分组。
3 网络层：核心功能是路由，也就是为分组选择正确的传输路径
4 传输层：实现进程之间的通信。数据携带进程标识符
5 会话层：用于管理两个进程会话的过程
6 表示层：同一通信双方描述传输信息所使用的语义和语法
7 应用层：

PDU：对等层传输的数据单位。Protocol Data Unit
SDU：上层协议数据单元提交给下层，作为下层的服务数据单元。Service Data Unit

OSI体系结构的特点：
1 其实分层结构，基于特定网络环境定义每一层的功能
2 每一层只定义了功能，没有系统指定对等层之间的协议。因此每一层封装的信息没有具体定义
3 没有真正基于OSI体系结构的实际网络
OSI体系结构的作用：
分层结构和每一层的功能为网络设计和实现提供了依据
分层结构和每一层的功能为理解网络提供了思路

4 TCP/IP体系结构
其网络环境：1 不同类型网络的互连：既要实现同一网络终端之间通信，也要实现不同网络终端之间通信
不同传输网络互连方式、交换方式不同
2 无法定义统一的物理层和链路层

1 网络接口层：其将IP分组封装成适合通过该网络传输的帧格式。
不同类型的网络有着不同的网络接口层，有着相应的网络接口协议
2 网际层：实现连接在不同类型网络上的两个终端之间的通信过程
3 传输层：增加了差错控制和拥塞控制功能
4 应用层：合了OSI三层的功能

数据封装过程：
应用层：产生数据
传输层：增加传输层首部，形成报文
网际层：增加IP首部，形成分组
网络接口层：增加帧首部，形成帧

为了将TCP/IP体系结构的网际层等同于OSI体系结构的网络层，目前通常通过处理对象来确定该功能层的名称。
物理层：处理对象是二进制位流
数据链路层：处理对象是特定传输网络对应的帧
网际层：处理对象是IP分组

TCP/IP体系结构不同于OSI之处和成功的原因：
1 简洁的分层结构
2 网络接口层的开放性：网络接口层为网际层屏蔽了不同类型网络之间的区别
3 定义了各层协议