【计算机网络】网络分层:五层或七层因特网协议栈

目录

一、协议分层

二、网络协议栈 

1. 五层网络协议栈 

应用层 

运输层

网络层

链路层

物理层 

2. 七层OSI参考模型

表示层

会话层

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一、协议分层

       为了给网络协议的设计提供一个结构，网络设计者以分层（layer）的方式组织协议以及实现这些协议的网络硬件和软件。各层的所有协议被称为协议栈（protocol stack）。

       协议分层关注某层向它的上一层提供的服务（service），即所谓一层的服务模型（service model）。每层通过在该层中执行某些动作或使用直接下层的服务来提供服务。

       例如，由第n层提供的服务可能包括报文从网络的 一边到另一边的可靠交付。这可能是通过使用第n-1层的边缘到边缘的不可靠报文传送服务，加上第几层的检测和重传丢失报文的功能来实现的。

优点：协议分层具有概念化和结构化的优点，分层提供了一种结构化方式来讨论系统组件。模块化使更新系统组件更容易。

缺点：一个潜在缺点是一层可能冗余较低层的功能。例如，许多协议栈在基于每段链路和基于端到端两种情况下，都提供了差错恢复。第二种潜在的缺点是某层的功能可能需要仅在其他某层才出现的信息（如时间戳值），这违反了层次分离的目标。

二、网络协议栈 

1. 五层网络协议栈 

应用层 

       应用层是网络应用程序及它们的应用层协议存留的地方。应用层协议分布在多个端系统上，而两个端系统中的应用程序使用应用层协议交换信息分组，这种位于应用层的信息分组称为报文（message）。

应用层常用协议：

• HTTP--供了Web文档的请求和传送
• SMTP--提供了电子邮件报文的传输
• FTP--它提供两个端系统之间的文件传送
• DNS--将端系统名字转换为32比特的网络地址

运输层

       因特网的运输层在应用程序端点之间传送应用层报文。运输层的分组称为报文段(segment) ，一台源主机中的运输层协议（TCP或UDP）向网络层递交运输层报文段和目的地址。

运输层常用协议：

• TCP协议向它的应用程序提供了面向连接的服务。这种服务包括了应用层报文向目的地的确保传递和流量控制（即发送方/接收方速率匹配）。TCP也将长报文划分为短报文，并提供拥塞控制机制，因此当网络拥塞时，源抑制其传输速率。
• UDP协议向它的应用程序提供无连接服务。这是一种不提供不必要服务的服务，没有可靠性，没有流量控制，也没有拥塞控制。

网络层

       因特网的网络层负责数据从一台主机发送到另一台主机。网络层数据分组成为数据报（datagram）。

网络层常用协议：

• IP协议,该协议定义了在数据报中的各个字段以及端系统和路由器如何作用于这些字段。IP仅有一个，所有具有网络层的因特网组件必须运行IP。
• 路由选择协议，它根据该路由将数据报从源传输到目的地。

链路层

       因特网的网络层通过源和目的地之间的一系列路由器路由数据报。为了将分组从一个节点动到路径上的下一个节点，网络层必须依靠该链路层的服务。特别是在每个节点，网络层将数据报下传给链路层，链路层沿着路径将数据报传递给下一个节点。在该下一个节点，链路层将数据报上传给网络层。链路层分组称为帧（fnmie）。

物理层 

物理层的任务是将帧中的一个个比特从一个节点移动到下一个节点。在这层中的协议仍然是链路相关的，并且进一步与该链路（例如，双绞铜线、单模光纤）的实际传输媒体相关。

2. 七层OSI参考模型

OSI参考模型的7层是：应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。这些层次中，5层的功能大致与它们名字类似的因特网对应层的功能相同。

表示层

       表示层的作用是使通信的应用程序能够解释交换数据的含义。这些服务包括数据压缩和数据加密（它们是自解释的）以及数据描述（这使得应用程序不必担心在各台计算机中表示/存储的内部格式不同的问题）。

会话层

会话层提供了数据交换的定界和同步功能，包括了建立检查点和恢复方案的方法。