《计算机网络——谢希仁》学习笔记（4）~~第一章1.7

<<计算机网络(第7版)>>--谢希仁版本的学习笔记，分享给大家进行参考，希望大家指出不足之处

此书个人感觉第七，第八版相差不大，均可进行学习。

ps:许多感觉比较细节的文字是直接从书本上敲下来的，怕改动原本意思。

1.7计算机网络体系结构

1.7.1  计算机网络体系结构的形成

标准化工作的相关组织：

（1）国际标准化组织ISO                                              OSI参考模型，HDLC协议

（2）国际电信联盟ITU                                                  制定通信规则

（3）国际电气电子工程师协会IEEE                              学术机构，IEEE802系列标准，5G

（4）Internet 工程任务组IETF                                       负责因特网相关标准化的制定RFC，xxxx

标准分类：

法定标准 OSI

事实标准 TCP/IP

Rfc上升为因特网正式的标准4个阶段：

（1）因特网草案

（2）建议标准

（3）草案标准

（4）因特网标准

1.7.2协议和划分层次

计算机网络需要一些事先约定好的规则，这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题，同步含有时序的意思。这些为进行网络中的数据交换而建立的规则，标准或约定称为网络协议。

网络协议简称为协议，主要由3个要素组成：

（1）语法，即数据与控制信息的结构或格式

（2）语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种相应

（3）同步，即事件实现顺序的详细说明

分层的优点：

（1）各层之间是独立的

（2）灵活性好

（3）结构上易分隔开

（4）易于实现和维护

（5）能促进标准化工作

分层的缺点：

有些功能会在不同的层次中重复出现，产生了额外开销。

各个层面需要完成的功能

1.差错控制	使相应层次对等方的通信更加可靠
2.流量控制	发送端的发送速率必须使接收端来得及接收，不要太快
3.分段和重装	发送端将要发送的数据块划分为更小的单位，在接收端将其还原
4.复用和分用	发送端几个高层会话复用一条低层的连接，在接收端再进行复用
5.连接建立和释放	交换数据前先建立一条逻辑连接，数据传送结束后释放连接

计算机网络的各层及其协议的集合就是网络的体系结构，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。

体系结构使抽象的，而实现是具体的，使真正在运行的计算机硬件和软件。

分层的必要性：

（1）计算机网络是个非常复杂的系统。早在最初的ARPANET设计时就提出分层的设计理念。

（2）“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，易于处理和研究。

1.7.3具有五层协议的体系结构

（1）应用层

应用层的任务是通过应用进程间的交互来完成待定网络应用，应用层协议定义的是引用程序间的通信和交互的规则。

这里的进程就是主机中正在运行的程序

应用层协议：域名系统DNS，支持万维网应用交互的HTTP协议，支持电子邮件的SMTP服务。

（2）运输层

运输层的任务就是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（通用：指多种应用可以使用同一个运输层服务），运输层服务有复用和分用的功能。

运输层主要使用的协议：

传输控制协议（TCP）——提供面向连接的、可靠的数据运输服务，其数据传输的单位是报文段

用户数据报协议（UDP）——提供无连接的，尽最大努力的数据传输服务（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

（3）网络层

网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。在TCP/IP体系中，由于网络层使用IP协议，因此分组也叫做IP数据报，简称为数据报。

！！本书把“数据报”和“分组”作为同义词使用。

不要把运输层的“用户数据报UDP”和网络层的“IP数据报”弄混，无论在那一层传送的数据单元，都可笼统地用“分组来表示”。

网络层的另一个任务就是要选择合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组，能够通过网络中的路由器找到目的主机。

互联网是由大量的异构网络通过路由器相互连接起来的。互联网使用的网络协议层协议是无连接的网际协议IP和许多种路由选择协议，因此互联网的网络层也叫作网际层或IP层。

（4）数据链路层

数据链路层常简称为链路层，在两个相邻结点间的链路上传送数据时，数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻链路上传送帧，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）。

（5）物理层

在物理层上所传数据的单位是比特

OSI参考模型把对等层次之间传送的数据单位称为该层的协议数据单元PDU

OSI的体系结构
7.应用层
6.表示层
5.会话层
4.运输层
3.网络层
2.数据链路层
1.物理层

数据子网（数据处理）：4，5，6，7

通信子网（数据通信）：1，2，3

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TCP/IP的体系结构
应用层（各种应用层协议如TELNET，FTP,SMTP等）
运输层（TCP或UDP）
网际层IP
网络接口层

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五层协议的体系结构
5.应用层
4.运输层
3.网络层
2.数据链路层
1.物理层

5.解决通过应用进程的交互来实现特定网络应用的问题

4.解决进程之间基于网络的通信问题

3.解决分组在多个网络上传输路由的问题

2.解决分组在一个网络（或一段链路）上传输的问题

1.解决使用何种信号来传输比特的问题

1.7.4  实体，协议，服务和服务访问点

书本原话：

当研究开放系统中的信息交换时，往往使用实体这一较为抽象的名词表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。

协议是控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则的集合。协议的语法方面的规则定义了所交换的信息的格式，而协议的语义方面的规则就定义了发送者或接收者所要完成的操作。

在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。

协议的实现保证了能够向上一层提供服务。使用本层服务的实体只能看见服务而无法看见下面的协议。也就是说，下面的协议对上面的实体是透明的。

协议是水平的，即协议是控制对等实体之间通信的规则，但服务是“垂直”的，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。

上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语。

在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方，通常称为服务访问点SAP。

OSI把层与层之间交换的数据的单位称为服务数据单元SDU，可以是多个SDU合成为一个PDU，也可以是一个SDU划分成几个PDU。

PDU（协议数据单元）：对等层次之间传送的数据包，称为该层的协议数据单元。

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整理：

1.实体：第n层中的活动元素称为n层实体。同一层的实体叫对等实体

2.协议：为进行网络中的对等实体数据交换而建立的规则，标准或约定称为网络协议（水平）

（1）语法：规定传输数据的格式

（2）语义：规定所要完成的功能

（3）同步：规定各种操作的顺序

3.接口（服务访问点SAP）：上层使用下层服务的入口

4.服务：下层为相邻上层提供的功能调用

服务访问点：在同一系统中相邻两层的实体交换信息的逻辑接口，用于区分不同的服务类型。数据链路层的服务访问点为帧的“类型”字段，网络层的服务访问点为IP数据报首部的协议字段，运输层的服务访问点为“端口号”。

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1.7.5 TCP/IP的体系结构

OSI参考模型与TCP/IP参考模型的不同点

1.OSI定义3点：服务，协议，接口。

2.OSI先出现，参考模型先于协议发明，不偏向特点协议。

3.TCP/IP设计之初就考虑并构网互联的问题，将IP作为重要层次。

4.

	ISO / OSI 参考模型	TCP / IP模型
网络层	无连接 +面向连接	无连接
传输层	面向连接	无连接 + 面向连接

我会持续更新关于此书的学习笔记，希望可以得到你们的关注！大家共同进步