计算机网络体系结构

定义

计算机网络的各层及其协议的集合就是网络的体系结构(architecture)。
换种说法，计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其构件所应完成的功能的精确定义

体系结构是抽象的，而实现这是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件

OSI体系结构

OSI即开放系统互连基本参考模型OSI/RM(Open Systems Interconnection Reference Model)，简称为OSI

广泛应用的不是法律上的国际标准OSI，而是非国际标准TCP/IP。这样TCP/IP就常被称为事实上的国际标准

TCP/IP体系结构

TCP/IP得到了非常广泛的应用。TCP/IP是一个四层的网络体系结构，它包含应用层，传输层，网络层，网络接口层

具有五层协议的体系结构

综合OSI和TCP/IP的优点，采用一种只有五层协议的体系结构。有时为了方便，也可把最底下两层称为网络接口层，如图：

• 应用层(application layer)

  • 定义
    应用进程间通信和交互的规则
  • 任务
    通过应用进程间的交互来完成特定网络应用

  应用层交互的数据单元称为报文(message)

• 传输层

  • 任务
    负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务

  传输层协议主要使用两种协议

  • 传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)
    提供面向连接的、可靠的数据传输服务，其数据传输的单位是报文段(segment)
  • 用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)
    提供无连接的、尽最大努力的数据传输服务，但不保证数据传输的可靠性，其数据传输的单位是用户数据报

• 网络层(network layer)

  • 任务
    为分组交换网上的不同主机提供通信服务，以及选择合适的路由

  互联网使用的网络层协议是无连接的网际协议IP(Internet Protocol)和许多种路由选择协议，因此互联网的网络层也叫网际层或者IP层

• 数据链路层(data link layer)

  • 数据链路层定义了在单个链路上如何传输数据

  两个相邻结点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧(framing)，在两个相邻结点间的链路上传送帧(frame)。每一帧包括数据和必要的控制信息（如同步信息，地址信息，差错控制等）

• 物理层(physical layer)

  • 任务
    物理层向链路层提供面向连接的服务
    物理层屏蔽物理设备的差异

分层的好处

• 各层之间是独立的
• 灵活性好
• 结构上可分割开
• 易于实现和维护
• 能促进标准化工作

注:现在人们经常提到的TCP/IP并不一定单指TCP和IP这两个具体的协议，而往往是表示互联网所使用的整个TCP/IP协议族