计算机网络体系结构与参考模型
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参考资料：
计算机网络的分层结构
计算机网络交流的过程是复杂的，将服务分层，有助于理解和设计网络。
一个典型的分层结构模型如下：
参考上图的一些解释：
- 同级别的有协议，上下级有接口
- 下层对上层提供服务，上层使用下层的服务（单向）
- 每一层都独立于其他层，只与相邻的层发生联系
- 不同机器上的同一层称为对等层，同一层的实体称为对等实体
- 每一层会对上一层的服务数据单元(SDU)（上一层必要的服务数据）进行封装：加上自己的协议控制信息(PCI)，有需要会添加尾部信息（比如上图中的 2 层），这样就形成了一个协议数据单元(PDU)（用于在对等层之间传输），然后再传给下一层。
nSDU + nPCI = (n-1)PDU
协议
通信双方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，简称协议。即协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合
在协议控制辖两个对等实体间的通信使得本层能向上一层提供服务，逻辑上表现为不经过下层就把信息水平地传送到对方
网络协议的三要素：
- 语法（数据与控制信息的结构或格式）
- 语义（需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应答）
- 时序（也称同步，即事件实现顺序的详细说明）
接口
在同一系统中相邻两层的实体进行交互的地方为接口，通常称为服务访问点 SAP，定义了下层向上层提供哪些原语操作和服务
服务
服务指下层向相邻上层通过层间接口提供的功能调用。在协议的控制下，上层对下层进行调用，下层对上层进行服务，上下层间用交换原语交换信息。
计算机网络提供的服务可以分为以下三类：
- 面向连接的服务和无连接服务
- 有应答服务和无应答服务
- 可靠服务与不可靠服务
常见的参考模型：
- OSI
- TCP/IP
- 五层协议体系结构
ISO/OSI 参考模型
国际标准化组织 ISO（International Organization for Standardization）提出了一个开放系统互联参考模型（Open System Interconnection Reference Model，简称 OSI 参考模型），它是一个抽象的概念模型，是对计算机互联体系结构的一种功能分层方法。
由于各种原因（发的时间太晚，应用麻烦等），OSI 参考模型并没有被广泛使用，但是它对于理解计算机网络的体系结构和设计网络协议仍然有重要意义。
上三层被称为资源子网，实现资源共享；下三层被称为通信子网，实现数据通信；中间是传输层。
应用层
允许访问 OS 环境的手段，提供面向用户的界面
为网络用户提供分布式应用环境和编程环境，提供面向用户的界面，使得用户可以利用这些程序完成实际的工作
表示层
对数据进行翻译、转换数据格式、加密、解密和压缩
关注的是所传递信息的语法和语义，提供统一的网络数据表示
会话层
建立、管理和终止会话、通信同步错误恢复和事务操作
也称对话层，主要是对会话过程的控制，所提供的会话服务主要分为会话连接管理与会话数据交换两大部分
传输层
提供端到端的可靠保文传递和错误恢复
也称运输层，基本功能是接收来自上一层的数据，在必要的时候把这些数据分割成较小的单元，然后把这些数据单元传递给网络层，并且确保这些数据单元正确地到达另一端，即提供端到端的数据传输控制功能
网络层
负责数据包从源到宿的传递（路由选择）和网际互连
主要功能是控制通信子网的运行，在通信子网中进行路由选择和通信流控制，用于解决如何将源端发出的分组经过各种途径送到目的端。网络层的关键问题是对分组进行路由搜索和选择，并实现流量控制和拥塞控制，为传输层提供服务
数据链路层
将比特组装成帧、点到点的传递、错误检测和校正。
主要任务是加强物理层的传输功能，建立一条无差错的 传输线路，功能是在相邻结点之间可靠地传输数据帧，包括将物理层传输的比特组合成帧，确定帧界及速率，差错检测和流量控制等
物理层
通过传输介质透明地传输原始比特流。
确定如何在一条通信信道上传输原始比特，功能是在物理媒体上为数据端设备透明地传输原始比特流
TCP/IP 参考模型
应用层
相当于 OS 的会话层、表示层、应用层三层的功能
传输层
和 OS 的传输层类似，允许源主机和目标主句上的对等实体进行对话
网络层
大致对应 OS 的网络层，允许主机不需要先建立连接就可以将数据分组直接注入到任何网络，将 P 分组投递到他们要去的地方
网络接口层
类似于 OS 的物理层和数据链路层，负责把 IP 分组发送到传输介质上以及从传输介质上接收 IP 分组
五层协议体系结构
应用层
提供系统与用户的接口
传输层
负责主机中两个进程间的通信
网络层
将传输层传下来的报文段封装成分组，选择适当路由
数据链路层
将网络层传下来的 P 数据报组装成帧
物理层
透明地传输比特流