常见的计算机网络体系结构

OSI体系结构（七层）

法律上的国际标准

应用层
表示层
会话层
运输层
网络层
数据链路层
物理层

失败原因

OSI的专家们缺乏实际经验，OSI标准没有商业驱动力；
OSI的协议实现起来太过复杂，而且运行效率很低；
OSI标准的指定周期太长，使得按照OSI生产的设备无法及时投入市场；
OSI的层次划分不合理，有些功能再多个层次中重复出现（与TCP/IP体系结构相比，后者相当于将OSI体系结构的物理层和数据链路层合并成了网络接口层，并去掉了会话层和表示层）

TCP/IP体系结构（四层）

因特网从1983年开始使用TCP/IP协议族

应用层
运输层
网际层（网络层，在网络层使用的协议是IP协议（中文：网际协议），因此TCP/IP体系结构的网络层也常称为网际层）
网络接口层

事实上的国际标准用户有接入因特网的需求，这就要求用户的主机必须下hi用TCP/IP协议。在用户主机的操作系统中，通常都带有符合TCP/IP体系结构标准的TCP/IP协议族，而用于网络互连的路由器中，也带有符合TCP/IP体系结构标准的TCP/IP协议族，只不过路由器一般只包含网络接口层和网际层。 TCP/IP体系结构的网络接口层并没有规定具体的内容，这样可以互联全世界各种不同的网络接口（例如：有线的以太网接口、无线局域网的WIFI接口），不限定仅使用一种或几种网络接口，因此，本质上TCP/IP体系结构只有上面的三层。 TCP/IP体系结构的应用层包含了大量的应用层协议（例如：HTTP、SMTP、DNS、RTP）。 IP协议可以将不同的网络接口进行互连，并向其上的TCP协议和UDP协议提供网络互连服务，而TCP协议在享受IP协议提供的网络互连服务的基础上，可向应用层的相应协议提供可靠传输的服务；UDP协议在享受IP协议提供的网络互连服务的基础上，可向应用层的相应协议提供不可靠传输的服务。 IP协议作为TCP/IP体系结构中的核心协议，一方面负责不同的网络接口（IP over everything），另一方面未各种网络应用提供服务（Everything over IP） IP协议是TCP/IP体系结构网际层的核心协议。 TCP和UDP是TCP/IP体系结构运输层的两个重要协议。在TCP/IP体系结构中包含有大量的协议，IP协议和TCP协议是其中非常重要的两个协议，因此，用TCP和IP这两个协议来表示整个协议大家族，常称为TCP/IP协议族。

原理体系结构（五层）

为了学习方便，有利于对计算机网络原理的学习

应用层
运输层
网络层
数据链路层
物理层

计算机网络体系结构分层的必要性

应用层：解决通过应用进程的交互来实现特定网络应用的问题。传输层：解决进程之间基于网络的通信问题。网络层：解决分组在多个网络上（路由）的问题。数据链路层：解决分组在一个网络（或一段链路）上传输的问题。物理层：解决使用何种信号来传输比特的问题。

计算机网络体系结构分层思想举例

计算机网络体系结构的专业术语

实体

实体：任何可发送或接受信息的硬件或软件进程。对等实体：通信双方相同层次中的实体。通信双方的网卡（硬件）、正在进行通信的应用程序（软件进程）是对等实体

协议

控制两个对等实体进行逻辑通信的规则的集合称为逻辑通信是因为这种通信并不存在，只是假设出来的通信，目的在于方便我们单独研究体系结构的某一层，不用考虑其他层。

协议三要素

语法：定义所交换信息的格式（定义了有哪些字段以及何种顺序构成）

IP数据报格式其中的小格子称为字段或域；数字表示字段的长度，单位是位（bit）. 语法就是定义了这些小格子的长度和先后顺序

语义

定义收发双方所要完成的操作，用来说明通信双方应当怎么做;用于协调与差错处理的控制信息。

同步

定义收发双方的时序关系（并不是指始终频率同步），定义了何时进行通信，先讲什么，后讲什么，讲话的速度等。比如是采用同步传输还是异步传输。三次握手

服务

在协议的控制下，两个对等实体间的逻辑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。协议是“水平的”，服务是“垂直的”。实体看得见相邻下层所提供的服务，但并不知道该服务的具体协议。也就是说，下面的协议对上面的实体是“透明”的。（好比我们可以看得见手机为我们提供的服务，并享受这些服务，但我们没有必要弄懂手机的工作原理） 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。
网络的服务访问点为IP数据报首部中的“协议字段”。
运输层的访问服务点为“端口号”。

服务原语 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，这些命令称为服务原语。 **协议数据单元PDU ** 对等层次之间传送的数据包称为协议数据单元。

物理层对等实体逻辑通信的数据包称为比特流（bit stream）数据链路层对等实体逻辑通信的数据包称为帧（frame）网络层对等实体逻辑通信的数据包称为分组（packet），使用IP协议也成为IP数据报运输层对等实体逻辑通信的数据包称为TCP报文段（segmeng）或UDP用户数据报(datagram)，根据使用的协议而定应用层对等实体逻辑通信的数据包称为应用报文（message）上述各层数据包也可以统称协议数据单元PDU 服务数据单元SDU 同一系统内，层与层之间交换的数据包称为服务数据单元。多个SDU可以合成为一个PDU；一个SDU也快划分几个PDU。

数据包和数据报

datagram（数据报） -- 在网络层中的传输单元（例如IP）。一个datagram可能被压缩成一个或几个packets，在数据链路层中传输。 packet（数据包） -- 封装（和传输）的基本单元，它穿越网络层和数据链路层的分解面。通常一个packet映射成一个frame，但也有例外：即当数据链路层执行拆分或将几个packet合成一个frame的时候。