计算机网络体系结构
概念
- 网络体系结构是从功能上描述计算机网络结构。
- 计算机网络体系结构是分层结构。
- 每层遵循某些网络协议以完成本层功能。
- 计算机网络体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合。
- 第n层向n+1层提供服务时，此服务不仅包含第n层本身的功能，还包括由下层服务提供的功能。
- 仅仅在相邻层间有接口，且所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽。
计算机网络分层
无论是体系结构中的哪一层，都不是针对具体设备或者具体软件而言，而只是针对每层中所要实现的网络服务功能来划分的；每一层所代表的是一组网络功能。
分层基本原则：
- 同一层中的各网络节点都有相同的层次结构，具有同样的功能。
- 同一节点内相邻层之间通过接口通信。
- 七层结构中的每一层使用下一层提供的服务，并向上层提供服务。
- 不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信
协议
- 概念：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。
- 组成：
- 语法规定了传输数据的格式。
- 语义规定了所要完成的功能，即需要发出何种控制信息、完成何种动作及做出何种应答。
- 同步规定了执行各种操作的条件、时序关系等，即事件实现顺序的详细说明。
- 功能：一个完整的协议通常具有线路管理（建立、释放连接）、错差控制、数据转换等功能。
接口
- 接口是同一结点内相邻两层间交换信息的连接点，是一个系统内部的规定。每层只能为紧邻的层次之间定义接口，不能跨层定义接口。在典型的接口上，同一结点相邻两层的实体通过服务访问点（Service Access Point,SAP）进行交互。服务是通过SAP提供给上层使用的，第n层的SAP就是n+1层可以访问第n层服务的地方。每个SAP都有一个能够表示它的地方。SAP是一个抽象的概念，它实际上是一个逻辑接口，和通常所说的两个设备之间的硬件接口是很不一样的。
服务
- 服务是指下层为紧邻的上层提供的功能调用，它是垂直的。对等实体在协议的控制下，使得本层能为上一层提供服务，但要实现本层协议还需要使用下一层所提供的服务。
参考模型
OSI参考模型
国际标准化组织（ISO）于1984年提出开放系统互连（OSI）参考模型。
OSI七层：物链网输会示用；低三层是通信子网，高四层是资源子网。
- 通信子网（点到点）：由各种传输介质、通信设备和相应的网络协议组成，它使网络具有数据传输、交换、控制和存储的能力，实现联网计算机之间的通信。
- 资源子网（端到端）：实现资源共享功能的设备及其软件的集合向网络用户提供共享其他计算机上的资源服务。
应用层：提供各种网络应用接口
表示层：数据表示、压缩与加密
会话层：主机间的会话管理
传输层：端到端的可靠设备
网络层：为不同网络间的主机通信提供网络寻址和路由转发；以分组为基本格式提供流量控制、拥塞控制和差错控制。
数据链路层：相邻节点间的可靠传输；同一局域网内部的网络/数据通信提供点对点的数据传输通道，通过MAC地址寻址把数据转到目的节点。
物理层：二进制比特流的透明传输；用来构建计算机网络通信和数据传输的通道，不针对具体的传输介、设备和通信协议，只要能实现物理层的某种功能就行了。
计算机网络体系结构通信原理
- 发送端自上而下，接收端自下而上。
- 通信会话方面双方都必须是逻辑上的对等层次，也就就对等通信原理相同，发送端网络层只能与接收端网路层通信，不能交错通信。（只有双方是对等层次的会话才可能使用相同类型的协议）
各层上传输的数据格式
- 对等层之间传送的数据单位称为PDU（Protocol Data Unit，协议数据单元）
- 物理层：比特流格式
- 数据链路层：帧，一个帧包括多个比特，但大小必须是一个整数字节，不同协议的帧大小也不一样。（DPDU）
- 网络层：分组或包，一个分组包括多个帧，不同协议的分组大小也不一样。（NPDU）
- 传输层：数据段（TCP）；数据报（UDP）
- 会话层、表示层、应用层：数据报文
协议头和协议尾的封装
- 只有数据链路层不仅需要封装协议头，还要封装协议尾。
- 协议头用来封装PDU；协议尾代表本层封装结束。