计算机网络 | 1.2 计算机网络体系结构与参考模型

计算机网络体系结构与参考模型 

目录

计算机网络体系结构与参考模型 

【思维导图】

1、计算机的分层结构

 1、为什么要分层？ 

 2、什么是计算机网络体系结构 

2、计算机网络协议、接口和服务 

1）协议：

2）接口：

3）服务：

3、体系结构 

1、OSI：

 2、TCP/IP协议体系结构

3、五层协议的体系结构（从上往下） 

1、应用层：

 2、运输层：

 1）运输层的复用和分用（纵向） 复用：

 2）运输层的协议（横向） 

3、网络层：

4、数据链路层：

 5、物理层：

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【思维导图】

1、计算机的分层结构

 1、为什么要分层？ 

1）各层之间是相互独立的：一个层只负责一个功能、能够简化问题 

2）灵活性好：只要各层的接口不变，某层发生变化，其他各层不受影响 

3）结构上可分割：各层可以用不同的技术来实现 

4）易于实现与维护 

5）促进标准化工作

 2、什么是计算机网络体系结构 

        计算机网络的各层及其协议的集合就是网络的体系结构。

        换种说法，计算机网络 的体系结构是这个网络及其构件所应完成的功能的精确定义。 

2、计算机网络协议、接口和服务 

1）协议：

        协议就是控制两个或多个实体进行通讯规则的集合（协议是对等的，同一层 的不同节点才有协议、不同层是没有协议的） 

• 语法：规定传输数据的格式
• 语义：规定所要完成的功能（要发什么信息、完成什么动作、做出什么应答） 
• 同步：规定执行各种操作的条件、时序关系（实现顺序的详细说明） 
• 协议应该具有线路管理（建立、释放连接)、差错控制、数据传输等功能。 

2）接口：

        同一节点内相邻两层间信息交换的连接点（是一个逻辑接口）与常说的两设 备间的硬件插口是不一样的。 

3）服务：

        下层为上层提供的功能调用（是垂直的）

        服务原语：上层使用下层所提供的服务时必须与下层交换的命令。 

        四种主要的服务原语：

• 请求：上层向下次发送请求，请求完成某项工作。
• 指示：下层向上层发送指示，指示做某些事
• 响应：上层响应下层的指示
• 证实：下层发给上层，证实请求

3、体系结构 

1、OSI：

        7层的协议体系结构（太过复杂不实用）

 2、TCP/IP协议体系结构

        （4层：链路层、网际层IP、运输层（TCP、UDP）、应用层 （各种协议：DNS、HTTP、SMTP） 

3、五层协议的体系结构（从上往下） 

1、应用层：

        最高层，通过应用进程间的交互来完成特定的网络应用。（理解： 通过计算机的各种应用（浏览器、及时通讯软件等）解析网络信息并呈现给用 户。

 2、运输层：

        负责负责在不同主机之间可靠地传输数据。确保数据从源端到目的 端的完整性和顺序，并控制数据的流量，避免网络拥塞。

 1）运输层的复用和分用（纵向） 复用：

        应用层的多个进程一起用运输层的服务 分用：运输层吧收到下信息分别交付给应用层的相关进程

 2）运输层的协议（横向） 

1、传输控制协议TCP（Transmission control protocol）：提供可靠的面向 连接的通信，保证数据的顺序和完整性。（就是要先建立起可靠的连接， 再开始通信，这样虽然慢一点，但是数据是可靠的）

 2、用户数据报协议（User Datagram protocol）：提供不可靠的无连接通 信，传输速度较快，但不保证数据的完整性和顺序。（就是可以不用先建 立可靠的连接，把数据报作为一个独立的单元来发送，发送方不用等接收 方确认，效率会快一点，但不可靠，可以用来传语言或视频这些较大、但 又不怕失真的东西） 

3、网络层：

        负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务（比如从我的手机发 送信息到美国Elon-Musk的手机，网络层就是用来确定要走哪条线的） 在TCP/IP协议中，使用的是IP协议，网络层的报文分组也叫做IP数据报 

4、数据链路层：

        负责在物理链路上进行可靠的数据传输。将来自网络层的数据 包封装成帧，并确保这些帧在相邻设备之间能够正确传输（差错检测）。

 5、物理层：

        负责数据的实际传输，即将网络数据转化为电信号、光信号或其他 物理信号，并通过物理介质（如电缆、光纤、无线电波等）进行传输。

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参考资料：

1、《计算机网络》谢希仁 电子工业出版社 2021.6 

2、《王道计算机网络考研复习指导》电子工业出版社 2020.1