计算机网络体系结构

计算机网络已经深刻地改变了我们的生活，日常生活中，当我们在网上查资料，网购下订单，网上聊天，都在使用网络进行通信。然而最初的时候并不是这样，早期的许多网络是不能够兼容的，很难在不同的网络之间进行通信。

为了解决网络之间不能兼容和不能通信的问题，国际标准化组织（ISO）提出了网络模型的方案。于1979年开始创建，并于1984年正式发布，即开放系统互联（OSI）模型。在学习OSI模型之前，首先来了解网络体系结构的基本概念。

网络的层次结构：

网络的层次结构就是为了完成计算机之间的通信，把计算机互联网的功能划分成有明确定义的层次，规定同层次实体通信的协议及相邻之间的接口服务。简单地说，层和协议的集合称之为网络体系结构。

几个概念：

1.实体和系统：实体和系统两个词都是泛指，实体的例子可以是一个用户应用程序，如文件传输系统、数据库管理系统等，也可以是一块网卡；系统可以是一台计算机或一台网络设备。一般来说，实体能够发送或接收信息，而系统可以包容一个或多个实体，是物理上实际存在的物体。位于不同系统的同一层次的实体称之为对等实体。
2.接口和服务：接口是相邻两层之间的边界，底层通过接口为上层提供服务。
3.协议栈：协议是位于同一层次的对等实体之间的概念，而协议栈是指特定系统中所有层次的协议的集合。
4.服务原语：服务通常是由一系列的服务原语来描述的，所谓原语，就是不可再细分的意思。
5.协议数据单元（Protocol Data Unit，PDU）：协议数据单元是对等实体之间通过协议传输的数据单元。
层次结构的特点与优越性
（只做了解，感觉有点像文科问答题）
特点：
（1）：按照结构化设计方法，计算机网络将其功能划分为若干层次，较高的层次建立在较低层次的基础上，并为更高的层次提供必要的服务。
（2）：网络中的每一层都起到隔离作用，使得层次功能具体实现方法的变更不会影响到高层所执行的功能。
优越性：
（1）层之间相互独立
（2）灵活性好
（3）易于维护和实现
（5）有利于网络标准化

协议的基本概念

就像人类社会中邮政系统的信封必须按照一定的格式书写，计算机 之间的通信也有着一套规则所统一，这就是协议。

协议是计算机网络实体之间有关通信规则约定的集合。这些为网络数据交换而制定的规则、约定和标准被称为网络协议；网络协议优4语法、语义和时序三部分组成。

语法（Syntax）：以二进制形式表示的命令和相应的结构，如数据与控制信息的格式、数据编码等。
语义（Semantic）：由发出的命令请求、完成的动作和返回的相应组成的集合，其控制信息的内容和需要做出的动作及相应。
时序（Timing）：定义何时做，规定事件实现顺序的详细说明，即确定通信状态的变化和过程，如通信双方的应答关系。

ISO/OSI参考模型

开放式系统互连（OSI）参考模型是一个描述网络层次结构的模型，其标准保证了各种类型网络技术的兼容性和互操作性。
几个重要概念：
1.层：开放系统的逻辑划分，代表功能上相对独立的一个子系统。
2.对等层：不同开放系统的相同层次。
3.层功能：本层具有的通信功能，是内在的通信功能，它由标准指定。
4.层服务：本层向上邻层提供的通信能力。根据OSI增值服务的原则，本层的服务应是下邻层服务与本层功能之和。

我是不太想把这些概念码在这里的，因为这些概念实在是……让人心累摸不着头脑，会让人丧失继续学习的兴趣的。但其实关于OSI七层模型还是比较好理解的。

比如说有两个哲学家想要他们的交流哲学思想，可是这两个人的语言不通，一个讲俄语，一个讲法语，怎么办呢？这两个哲学家各自找了一个翻译，这两个翻译精通一门共同的语言——英语，现在两名翻译将各自老板的哲学思想翻译成他们都懂的英语传递给对方，这样两个哲学家就可以进行交流了。

关于OSI参考模型如图：

OSI参考模型

总的OSI模型分为七层，最上面的一层叫应用层，主要为我们提供各种各样的网络服务，它服务的对象是我们人。第六层叫表示层，它是将信息表示成一定形式和格式的数据流；为什么要进行表示呢？因为计算机不认得信息，他只认得01比特流，因此在这一层里，我们将信息表示成数据流。第五层叫会话层，会话层可以说是比较薄弱的一层，它负责通信机之间会话的建立、管理和拆除。第四层叫传输层，是参考模型的核心层之一，负责通信主机之间端到端的连接（端到端在上一篇中有介绍）。第三层叫网络层，是参考模型中的另一个核心层，它的功能可以用两个词来描述：地址和最有路径；它负责将每一个分组（也就是包，可以理解为要传输的信息）从信源机一路送达到目的机。第二层叫数据链路层，它主要提供介质访问服务，通过物理地址识别通信主机，提供可靠的帧传递，并做差错控制，流控等。第一层为物理层，它提供透明的比特流传输，它只负责传递01比特流，而不会关心传递的具体内容。需要注意的是，每一层都完成它的定的功能，都为它的上一层提供服务，每一层都使用它下层提供的服务。

数据发送的时候就是从第七层将信息一步一步封装，每一层就像一个翻译，将信息翻译使得自己的下一层能够理解，最后翻译成物理上可以识别的01比特流，并传输；接收方进行解封装，解封装是封装的逆过程，从物理层的01比特流逐渐还原到第七层，成为人们可以理解的信息，于是一个网络通信过程就完成了。