(36)-6.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握OSI參考模型和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)由許多縱橫交錯(cuò)互聯(lián)的結(jié)點(diǎn)組成的復(fù)雜系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)結(jié)點(diǎn)要想正確、有條不紊地進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換，就要求計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必須有一個(gè)十分合理的結(jié)構(gòu)體系和通信協(xié)議。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)是按照高度結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，采用功能分層原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。采用分層設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：靈活性比較好。易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。有利于各層功能之間的協(xié)作。有利于標(biāo)準(zhǔn)化。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)兩種標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)互聯(lián)基本參考模型OSI/RM，即通常所說(shuō)的OSI。TCP/IP，其實(shí)際上是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中采用的就是TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)OSI體系結(jié)構(gòu)有7層：應(yīng)用層表示層會(huì)話層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.物理層（PhysicalLayer）

物理層用來(lái)傳輸原始數(shù)據(jù)電平信號(hào)的比特流，提供為建立、維護(hù)和拆除物理鏈路鏈接所需的各種傳輸介質(zhì)、通信接口特性等。物理層是OSI參考模型的最底層，它直接與物理信道相連，起到數(shù)據(jù)鏈路層和傳輸媒體之間的邏輯接口作用，提供建立、維護(hù)和釋放物理鏈接的方法，實(shí)現(xiàn)在物理信道上進(jìn)行比特流傳輸?shù)墓δ?。?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2.數(shù)據(jù)鏈路層（DataLinkLayer）

在物理層提供比特流服務(wù)的基礎(chǔ)上，建立相鄰節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)鏈路，通過(guò)差錯(cuò)控制提供數(shù)據(jù)幀在信道上無(wú)差錯(cuò)的傳輸，并進(jìn)行數(shù)據(jù)流量控制。數(shù)據(jù)鏈路層是OSI參考模型的第二層，它通過(guò)物理層提供的比特流服務(wù)，在相鄰節(jié)點(diǎn)之間建立鏈路，傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)信息，并且對(duì)傳輸過(guò)程中可能出現(xiàn)的差錯(cuò)進(jìn)行檢錯(cuò)和糾錯(cuò)，向網(wǎng)絡(luò)層提供無(wú)差錯(cuò)的透明傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層的有關(guān)協(xié)議和軟件是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的基礎(chǔ)部分，在任何網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)鏈路層是必不可少的層次，相對(duì)高層而言，它所有的服務(wù)協(xié)議都比較成熟。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.網(wǎng)絡(luò)層（NetworkLayer）為傳輸層的數(shù)據(jù)傳輸提供建立、維護(hù)和終止網(wǎng)絡(luò)連接的手段，把上層來(lái)的數(shù)據(jù)組織成數(shù)據(jù)包在節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行交換傳送，而且負(fù)責(zé)路由控制和擁塞控制。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層就是通信子網(wǎng)的最高層，它在數(shù)據(jù)鏈路層所提供服務(wù)的基礎(chǔ)上，向資源子網(wǎng)提供服務(wù)。

數(shù)據(jù)鏈路層只是負(fù)責(zé)同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的相鄰兩節(jié)點(diǎn)之間鏈路管理及幀的傳輸?shù)葐?wèn)題。當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可能并不需要網(wǎng)絡(luò)層，只有當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)分布在不同的網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，通常才會(huì)涉及網(wǎng)絡(luò)層的功能，保證數(shù)據(jù)包從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的正確傳輸。網(wǎng)絡(luò)層需要負(fù)責(zé)確定在網(wǎng)絡(luò)中采用何種技術(shù)，確保數(shù)據(jù)從源節(jié)點(diǎn)出發(fā)選擇一條通路通過(guò)中間的節(jié)點(diǎn)，將數(shù)據(jù)包最終送達(dá)到目的節(jié)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.傳輸層（TransportLayer）為上層提供端到端的透明的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。所謂透明的傳輸是指在通信過(guò)程中傳輸層對(duì)上層屏蔽了通信傳輸系統(tǒng)的具體細(xì)節(jié)。傳輸層是資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)的接口和橋梁，它完成資源子網(wǎng)中兩節(jié)點(diǎn)間的直接邏輯通信，實(shí)現(xiàn)通信子網(wǎng)端到端的可靠傳輸。傳輸層在七層網(wǎng)絡(luò)模型的中間起到承上啟下的作用，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵部分。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)由于通信子網(wǎng)向傳輸層提供通信服務(wù)的可靠性有差異，所以無(wú)論通信子網(wǎng)提供的服務(wù)可靠性如何，經(jīng)傳輸層處理后都應(yīng)向上層提交可靠的、透明的數(shù)據(jù)傳輸。

如果通信子網(wǎng)的功能完善、可靠性高，則傳輸層的任務(wù)就比較簡(jiǎn)單；若通信子網(wǎng)提供的質(zhì)量很差，則傳輸層的任務(wù)就復(fù)雜，以補(bǔ)會(huì)話層所要求的服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)層所能提供的服務(wù)質(zhì)量之間的差距。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)5.會(huì)話層（SessionLayer）為表示層提供建立、維護(hù)和結(jié)束會(huì)話連接的功能，并提供會(huì)話管理服務(wù)。會(huì)話層是利用傳輸層提供的端到端的服務(wù)，向表示層或會(huì)話用戶提供會(huì)話服務(wù)。在OSI參考模型中，所謂一次會(huì)話，就是指兩個(gè)用戶進(jìn)程之間為完成一次完整的通信而進(jìn)行的過(guò)程，包括建立、維護(hù)和結(jié)束會(huì)話連接。會(huì)話協(xié)議的主要目的就是提供一個(gè)面向用戶的連接服務(wù)，并對(duì)會(huì)話活動(dòng)提供有效的組織和同步所需的手段，對(duì)數(shù)據(jù)傳送提供控制和管理。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)6.表示層（PresentationLayer）為應(yīng)用層提供信息表示方式的服務(wù)，如數(shù)據(jù)格式的交換、文本壓縮、加密技術(shù)等。

表示層處理的是傳遞信息的表示方式。表示層不像OSI參考模型的低五層，只關(guān)心將信息可靠的從一端傳輸?shù)搅硗庖欢?，它主要涉及被傳輸信息的?nèi)容和表示形式，如：文字、圖形、聲音等它們的表示形式。另外，數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)加密等工作都是由表示層負(fù)責(zé)處理的。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)7.應(yīng)用層（ApplicationLayer）為網(wǎng)絡(luò)用戶或應(yīng)用程序提供各種服務(wù)，如文件傳輸、電子郵件、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)管理等。

應(yīng)用層是OSI參考模型的最高層，它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與最終用戶間的接口，它包含系統(tǒng)管理員管理網(wǎng)絡(luò)服務(wù)所收集的所有問(wèn)題和基本功能。它在OSI參考模型的下六層提供的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)表示等各種服務(wù)的基礎(chǔ)上，為網(wǎng)絡(luò)用戶或應(yīng)用程序提供完成特定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能所需的各種應(yīng)用協(xié)議。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)常用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)包括文件傳輸服務(wù)、電子郵件服務(wù)、打印服務(wù)、集成通信服務(wù)、目錄服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)、安全服務(wù)、多協(xié)議路由與路由互聯(lián)服務(wù)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)、和虛擬終端服務(wù)等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)TCP/IP協(xié)議分為四層：網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際層傳輸層應(yīng)用層。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層也被稱為網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)層，包括了能使用TCP/IP協(xié)議與物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的協(xié)議，它對(duì)應(yīng)OSI參考模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。TCP/IP協(xié)議并沒(méi)有對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口層進(jìn)行具體定義。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2.網(wǎng)際層

網(wǎng)際層是在TCP/IP協(xié)議中正式定義的第一層。網(wǎng)際層所執(zhí)行的主要功能是處理來(lái)自傳輸層的分組，并將分組形成IP數(shù)據(jù)包，并為該數(shù)據(jù)包進(jìn)行路徑選擇，最終將數(shù)據(jù)從源主機(jī)發(fā)送到目的主機(jī)。在網(wǎng)際層中，最常用的協(xié)議是網(wǎng)際協(xié)議IP，其他一些協(xié)議用來(lái)協(xié)助IP的操作。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.傳輸層TCP/IP協(xié)議的傳輸層也被稱為主機(jī)至主機(jī)層，與OSI參考模型的傳輸層類似，該層主要負(fù)責(zé)主機(jī)到主機(jī)之間的端對(duì)端通信。另外，該層使用了兩種協(xié)議來(lái)支持兩種數(shù)據(jù)的傳送，即TCP協(xié)議和UDP協(xié)議。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)4.應(yīng)用層

在TCP/IP協(xié)議中，應(yīng)用程序接口是最高層，它與OSI參考模型中的高三層的任務(wù)相同，用于提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如：文件傳輸、遠(yuǎn)程登錄、域名服務(wù)和簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理等。TCP/IP協(xié)議傳輸層使用的最廣泛的兩個(gè)協(xié)議分別是TCP協(xié)議和UDP協(xié)議。UDP套接口是數(shù)據(jù)報(bào)套接字（DatagramSocket）的一種，而TCP套接口是字節(jié)流套接字（StreamSocket）的