四、网络体系结构与网络协议的基本概念

　　1.网络体系结构的基本概念

　　网络协议：为网络数据交换而制定的规则，约定与标准。

　　主要有三要素：

　　语法：规定用户数据与控制信息的结构和格式;

　　语义：规定需要发出何种控制信息以及完成的动作与作出的响应;

　　时序：对事件实现顺序的详细说明。

　　计算机网络体系结构：计算机网络层次结构模型和各层协议的集合。

　　体系结构是抽象的，而实现是具体的，是能够运行的一些硬件和软件。体系结构采用层次结构。

　　采用层次结构的好处：

　　a)各层之间相互独立

　　b)灵活性好

　　c)各层都可以采用最合适的技术实现，各层实现技术部影响其它层

　　d)易于实现和维护

　　e)有利于促进标准化

　　2.ISO/OSI参考模型

　　(1)OSI参考模型的概念

　　OSI中采用三级抽象：体系结构、服务定义和协议规格说明。

　　体系结构：定义了层次结构、层次之间的相互关系以及各层所包括的可能的服务，是对网络内部结构最精炼的概括与描述。

　　服务定义：详细说明了各层所提供的服务。通过接口提供给更高一层。同时还定义了层与层之间接口和各层所使用的原语，但不涉及接口的实现。

　　协议规格说明：精确定义了应当发送什么控制信息，以及应当用什么样的过程解释这个控制信息。协议的规程说明具有最严格的约束。

　　OSI参考模型仅仅是抽象描述，或者说是一个制定标准时所使用的框架。

　　(2)OSI参考模型的结构以及各层的主要功能

　　OSI分7层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

　　物理层：利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明传输比特流。

　　数据链路层：在物理提供比特流传输服务的基础上，在通信的实体之间建立数据链路连接，传送以帧为单位的数据，并具有差错控制和流量控制功能。

　　网络层：通过路由选择算法，为分组的通过选择最适当路径。需要实现路径选择、拥塞控制与网络互联功能。

　　传输层：向用户提供可靠的端到端服务，透明传输报文，它向高层屏蔽了下层功能，是体系结构中最关键的一层。

　　会话层：组织两个会话进程之间的通信，并管理数据交换。

　　表示层：处理两个通信系统中交换信息的表示方式。包括格式转换、数据加密解密、数据压缩与数据恢复等功能。

　　应用层：确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要。

　　3.TCP/IP参考模型与协议

　　TCP/IP的协议特点：

　　开放的协议标准，独立于特定的计算机硬件和操作系统

　　独立于特定的网络硬件，可以在局域网、广域网和互联网中

　　统一的地址分配方案，使得每台网络中计算机具有唯一的地址

　　标准化的高层协议，可提供多种可靠的用户服务。

　　TCP/IP参考模型与层次

　　主机-网络层、互联层(IP)、传输层(TCP/UDP)和应用层。

　　与OSI模型对应：

　　TCP/IP的主机-网络层实现了OSI模型中物理层和链路层的功能。

　　TCP/IP的互联层实现了OSI模型中网络层的功能。

　　TCP/IP的传输层实现了OSI模型中网传输层的功能。

　　TCP/IP的应用层实现了OSI模型中网应用层的功能。

　　TCP/IP的主机—网络层负责通过网络发送和接收IP数据报。

　　TCP/IP的互联层功能主要体现在3个方面：(1)处理来自传输层的分组发送请求(2)处理接收的数据报(3)处理互联的路径、流控与拥塞问题

　　TCP/IP的传输层实现应用进程间的端到端通信，具有两个协议：TCP和UDP协议。

　　TCP:是一种可靠面向连接的协议，允许将一台主机的字节流无差错地传送到目的主机。

　　UDP：不可靠的无连接协议。不要求分组顺序到达目的地。

　　TCP/IP的应用层的主要协议有：远程登录协议(Telnet)，文件传输协议(FTP)，简单邮件传输协议(SMTP),域名服务(DNS),路由信息协议(RIP)，网络文件协议(NFS),超文本传输协议(HTTP)等。