一、概述
计算机网络是一个非常复杂的系统 , 涉及许多组成部分：
- 主机（hosts）
- 路由器（routers）
- 各种链路（links）
- 应用（applications）
- 协议（protocols）
- 硬件、软件
- ……
分层结构： 每层完成一种（类）特定服务/功能，每层依赖底层提供的服务，通过层内动作完成相应功能。
计算机网络的体系结构
- 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简称网络体系结构(network architecture)是分层结构
- 每层遵循某个/些网络协议完成本层功能
- 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
- 体系结构是一个计算机网络的功能层次及其关系的定义
- 体系结构是抽象的
分层好处：
- 结构清晰，有利于识别复杂系统的部件及其关系 分层的参考模型（reference model ）
- 模块化的分层易于系统更新、维护 任何一层服务实现的改变对于系统其它层都是透明的 例如，登机过程的改变并不影响航空系统的其它部分（层）
- 有利于标准化
分层网络体系结构基本概念
- 实体(entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
- 协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合，协议是 “ 水平的” 。
- 任一层实体需要使用下层服务，遵循本层协议，实现本层功能， 向上层提供服务 ，服务是“ 垂直的 ”。
- 下层协议的实现对上层的服务用户是透明的。
- 同系统的相邻层实体间通过接口进行交互，通过服务访问点 SAP(Service Access Point) ，交换原语，指定请求的特定服务。
二、OSI参考模型
- 开放系统互连 (OSI)参考模型是由国际标准化组织 (ISO) 于1984年提出的分层网络体系结构模型
- 目的是支持异构网络系统的互联互通
- 异构网络系统互连的国际标准
- 理解网络通信的最佳学习工具（理论模型） 理论成功，市场失败
- 7层（功能）,每层完成特定的网络功能
OSI 参考模型解释的通信过程
OSI参考模型数据封装与通信过程
数据封装
- 增加控制信息 构造协议数据单元 (PDU)
- 控制信息主要包括: 地址（Address）: 标识发送端/接收端 差错检测编码（Error-detecting code）: 用于差错检测或纠正 协议控制（Protocol control）: 实现协议功能的附加信息，如: 优先级（priority）、服务质量（QoS）、 和安全控制等
1.物理层
单位：比特、数据位、流、比特流
- 接口特性 机械特性、电气特性、功能特性、规程特性
- 比特编码
- 数据率
- 比特同步 时钟同步
- 传输模式 单工（Simplex） 半双工（half-duplex） 全双工（full-duplex）
2.数据链路层
单位：帧、数据帧
- 负责点 结点- 结点（node-to-node） ） 数据输传输
- 组帧（Framing ）
- 物理寻址（Physical addressing ） 在帧头中增加发送端和/或接收端的物理地址标识数据帧的发送端和/或接收端
- 流量控制（Flow control） 避免淹没接收端
- 差错控制（Error control） 检测并重传损坏或丢失帧，并避免重复帧
- 访问(接入)控制（Access control） 在任一给定时刻决定哪个设备拥有链路（物理介质）控制使用权
3.网络层
单位：数据报、数据包、分组、包
- 负责源主机到目的主机数据分组（packet）交付 可能穿越多个网络
- 逻辑寻址（Logical addressing） 全局唯一逻辑地址，确保数据分组被送达目的主机，如IP地址
- 路由（Routing） 路由器(或网关)互连网络，并路由分组至最终目的主机 路径选择
- 分组转发
4.传输层
单位：数据段、分段、报文段
负责 源- - 目的（端- - 端）（进程间） 完整报文传输
功能：
- 分段与重组
- SAP寻址 确保将完整报文提交给正确进程，如端口号
- 连接控制
- 流量控制
- 差错控制
5.会话层
- 对话控制（dialog controlling） 建立、维护
- 同步(synchronization) 在数据流中插入“同步点”
- 最“薄”的一层
6.表示层
处理两个系统间交换信息的（ 语法与语义（syntax and semantics ） 问题
功能：
- 数据表示转化 转换为主机独立的编码
- 加密/解密
- 压缩/解压缩
7.应用层
单位：报文
- 支持用户通过用户代理（如浏览器）或网络接口使用网络（服务）
- 典型应用层服务： 文件传输（FTP） 电子邮件（SMTP） Web（HTTP） ……
三、TCP/IP参考模型
1.四层参考模型
IP over Everything
IP 可为各式各样的应用程序提供服务
2.五层参考模型
- 综合 OSI 和 TCP/IP 的优点
- 应用层 : 支持各种网络应用 FTP, SMTP, HTTP
- 传输层 : 进程-进程的数据传输 TCP, UDP
- 网络层 : 源主机到目的主机的数据分组路由与转发 IP协议、路由协议等
- 链路层 : 相邻网络元素（主机、交换机、路由器等）的数据传输 以太网（Ethernet）、802.11 (WiFi)、PPP
- 物理层 :比特传输
