1. 计算机网络体系结构

image.png

为什么要分层？

结构清晰
模块化易于系统维护和更新（任何一层服务的改变对其他层可以做到无感知）
有利于标准化

缺点
分的层太多效率就越低。

协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合，是水平的。
任一层实体需要使用下层服务，遵循本层协议，实现本层功能，向上层提供服务，服务是垂直的。
下层协议的实现对上层的服务是透明的。
上层通过接口和下层交互。

OSI 7 层模型

1984年，开放系统互联，目的是支持异构网络的互联互通。
现在来看是理论模型。理论成功，市场失败。

image.png

实线是数据的真正流动方向

image.png

上面4个层次是不被中间系统实现的。所以上面的4个层称之为端-端层。
每一层都会加头信息，交给下一层。直到数据链路层，加头加尾，然后交给物理层就变成了一系列比特在物理介质中传播。目的主机收到一系列比特，就能往上交给链路层。链路层去头去尾，交给网络层。。。

image.png

那么为什么需要数据封装（加头）
增加控制信息
控制信息包括：地址，差错检测编码，协议控制（优先级，服务质量，安全控制）

物理层

主要就是用来传输01比特串。解决单一比特传输问题。
单工模式，只能单向传输。（电视）
半双工，可以双向通讯，只能交替进行。（对讲机，说不能听，听不能说）
全双工，可以双向同时进行。

数据链路层

负责节点-节点 数据传输。（帧为数据单位）
物理链路直接相连的2个相邻节点的直接传输。
让接受一端，收到比特流的时候可以完成切分。所以要引入帧的概念。
还要负责物理寻址。在帧头增加发送端和接收端的物理地址表示数据。
在这条线上每个机器都会收到，但是只有62的节点会进行接受。

image.png

数据链路层还要解决流量控制，匹配2边的发送接受速度。避免淹没接收端。
差错控制，检测并重传损坏的数据。
访问控制，在任一给定时刻决定哪个设备拥有链路控制使用权。如上图

网络层

负责源主机到目的主机的数据分组交付。可能穿越多个网路。在链路层的物理寻址在此时就没用了。因为那个只能找到物理直接相连的寻址。
所以需要逻辑寻址，确保数据分组被送达目的主机，如IP地址。
路由，路径选择。
分组转发。

image.png

image.png

传输层

image.png

负责源-》目的（进程间） 完整报文传输。

报文的分段和重组。
SAP寻址。确保完整保温提交给正确进程，如端口号。
流量控制，差错控制 从端的角度。

会话层（实际中不独立存在）

对话的建立和维护
对话的同步，在数据流中插入“同步点”，当一个连接阻塞丢失了可以恢复到最近的同步点。

表示层（实际中不独立存在）

处理2个系统间交换信息的语法和语义问题。
数据表示转化（如大端，小端）转换为主机独立的编码
加密，解密
压缩解压缩。

应用层

image.png

支持用户通过用户代理或网络接口使用网络服务。
如FTP,SMTP,HTTP

TCP/IP 模型

image.png

所有的应用都可以架构在IP之上。

5层参考模型

综合了OSI 和 TCP/IP 的优点。

image.png

image.png

报文-》段（头，报文）-》数据报 （加头）-》数据帧（加头加尾）