计算机网络4：计算机网络体系结构

计算机网络体系结构

1.网络模型

2.每一层的代表含义

2.1 OSI7层模型

（1）物理层：比特流–电信号
负责把两台计算机连接起来，然后在计算机之间通过高低电频来传送0\1这样的电信号。是比特流和电信号的转换
代表硬件：网线、光纤、同轴电缆

利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。 比特流和电子信号之间的切换
（数据封装传输，两台主机传输）通过将比特流转为电子信号，从而实现比特流的传输， 0-低，1-高
（数据解封向数据链路层传输）电信号--比特流，为数据链路层提供物理连接
采用的协议、技术：0、1光电信号
代表硬件：网线（双绞线）、wifi电磁波、集线器（Hub）

（2）数据链路层 :将网络层的组封装成帧
负责建立节点之间的链路，把网络层传下来的分组封装成帧，有差错检测。
代表硬件：交换机

1.互连设备之间传送和识别数据帧，数据帧与比特流之间的转换
2. 以太网协议 将IP数据报组装成帧，控制信息在相邻两节点的链路上进行传输
采用的协议、技术:以太网帧、ARP、MTU
代表硬件：交换机
协议头部：MAC头部（源MAC和目标MAC 48位)---识别数据链路层中相连的节点

（3）网络层：将传输层的报文段封装成组
将传输层的报文段封装成组，添加IP头部，通过路由选择寻址，分组选择适当的路径，将信息从一个网络设备传到另一个网络设备，用于解决不同子晚间的通信
协议：路由选择协议IP
代表硬件:路由器

采用的协议、技术:  IP 、路由：地址管理与路由选择，经过哪个路由传递到目标地址
代表硬件：路由器
协议头部：IP头部（ 32位关键信息：源IP和目标IP,在找不到目标IP时，将数据返回）

（4）传输层：将应用层数据分段传输
添加传输头部，为进程提供通用数据传输服务

采用的协议、技术:TCP、UDP ：管理两个节点之间的数据传输。
传输控制协议TCP:提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据单位为报文段；
用户数据报协议UDP:提供无连接、尽大努力的数据传输服务，数据单位为用户数据报。
TCP 主要提 供完整性服务，UDP 主要提供及时性服务。 
协议头部：将应用层的数据分段传输，并给每一段加上TCP头部（关键信息--port）
为什么分段：避免因网络问题导致的大量数据传输出错而全部重新传，分段就可以只重传出问题的段

(5)会话层 ：
管理应用程序之间的绘画，向两个实体的表示层提供建立和使用连接的方法

通信管理，赋值建立和断开通信连接（数据流动的逻辑通路），管理传输层一下的分层。何时建立连接，何时断开连接以及保持多久的连接

（6）表示层
对数据进行编码格式的转换，提供数据压缩、解压服务、加密、解密服务

对底层命令和数据进行解释,设备固有数据格式和网络标准数据格式的转换。
接受不同表现形式的信息，如文字流、图像、声音等

（7）应用层

应用层提供的服务：
a、FTP:进行文件传输、访问、管理
b、SMTP:电子邮件
c、Web、HTTP提供网络服务

应用层协议：DNS、HTTP、SMTP（简单电子邮件传输）、FTP（文件传输协议）、NAT、NAPT、TeInett(网络远程访问协议)等，用户在这一层与网络进行交互  针对特定应用的协议

2.2 五层协议

2.3 TCP/IP 四层协议

（1）它只有四层，相当于五层协议中数据链路层和物理层合并为网络接口层。
（2）TCP/IP 体系结构不严格遵循 OSI 分层概念，应用层可能会直接使用 IP 层	或者网络接口层
（3）TCP/IP是一组协议的代名词，它还包括许多协议，组成TCP/IP协议簇。

3.数据在各层之间的传输过程

封装分用。在向下的过程中，需要添加下层协议所需要的首部或者尾部，而在向上的过程中不断拆开首部和尾部。

路由器只有下面三层协议，因为路由器位于网络核心中，不需要为进程或者应用程序提供服务，因此也就不需要传输 层和应用层。

数据的封装：

数据分用

4.为什么要进行分层

（1）降低网络传输的复杂性，使其结构清晰，能清除知道各层之间的关系
（2）模块化使系统的维护、升级简化，改变某一层服务的具体实现对系统其他部分透明