协议层次与服务模型

一、协议层次

各层的所有协议被称为协议栈。

1.1 应用层

• 位于应用层的信息分组我们称为报文（message）。

应用层是网络应用程序及他们的应用层协议存留的地方。比如HTTP、SMTP、FTP。
DNS（域名系统）则属于特定的应用层协议。

应用层协议分布在多个端系统上，而一个端系统中的应用程序使用协议与另一个端系统中的应用程序交换信息分组。

1.2 运输层

• 运输层的分组称为报文段（segment）。

因特网的运输层在应用程序的端点之间传送应用层报文。

TCP为应用程序提供了面向连接的服务，服务有流量控制、确保传递、拥塞控制。

UDP为应用程序提供的则是无连接的服务。

1.3 网络层

• 因特网的网络层负责将称为数据报（datagram）的网络层分组从一台主机移动到另一台主机。

网络层包括著名的网际协议IP。所有具有网络层的因特网组件必须运行IP，网络层也包括决定路由的路由选择协议。

通常称网络层是IP层，因为IP是将因特网连接在一起的。

1.4 链路层

• 链路层的分组称为帧（frame）。

为了将分组从一个节点移动到下一个节点（主机or路由器），网络层必须依靠链路层的服务，在每一个节点，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，链路层将数据包上传给网络层。

1.5 物理层

物理层将帧中的一个个比特从一个节点移动到下一个节点。

二、 封装

主机、路由器和链路层交换机

一个报文通过各个设备从源到目标的过程

数据从发送端系统的协议栈向下，沿着中间的链路层交换机和路由器的协议栈上上下下，然后向上到达接收端系统的协议栈。

路由器和链路层交换机都是分组交换机。

路由器和链路层交换机并不实现协议中的所有层次。链路层交换机实现了第一层和第二层；路由器实现了第一层到第三层。

路由器可以实现IP协议，但是链路层交换机不能。链路层交换机不能识别IP地址，但是能够识别第二层地址，比如以太网地址。

上图也说明了一个概念：封装。

在发送主机端，一个应用层报文（application-layer message）被传送给运输层，运输层收取到报文并附上运输层首部信息，该首部信息将被接收端的运输层使用。

应用层报文和运输层首部信息一道构成了运输层报文段（transport-layer segment），所以说运输层报文段封装了应用层报文。

运输层向网络层传递报文段，网络层增加了如源和目的端系统地址等网络层首部信息，从而生成了网络层数据报（network-layer datagram）。

数据报接下来被传递给链路层，链路层增加它自己的链路层首部信息并生成了链路层帧。

在每一层中，一个分组具有两种类型的字段：首部字段和有效载荷字段（payload field）。有效载荷通常来自上一层的分组。