體系結(jié)構(gòu)和參考模型

我們把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)（Architecture）。換言之，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)就是這個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其所應(yīng)完成的功能的精確定義，它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的層次、各層的協(xié)議及層間接口的集合。需要強(qiáng)調(diào)的是，這些功能究竟是用何種硬件或軟件完成的，則是一個(gè)遵循這種體系結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)（Implementation）問題。體系結(jié)構(gòu)是抽象的，而實(shí)現(xiàn)是具體的,是真正在運(yùn)行的計(jì)算機(jī)硬件和軟件

分層體系結(jié)構(gòu)

第n層實(shí)體實(shí)現(xiàn)的服務(wù)為第n+1層所利用。在這種情況下，第n層稱為服務(wù)提供者，第n+1層則服務(wù)于用戶。

每一層還有自己傳送的數(shù)據(jù)單位，其名稱、大小、含義也各有不同。

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的各個(gè)層次中，每個(gè)報(bào)文都分為兩部分：一是數(shù)據(jù)部分，即SDU；二是控制信息部分，即PCI，它們共同組成PDU。

• 服務(wù)數(shù)據(jù)單元（SDU）：為完成用戶所要求的功能而應(yīng)傳送的數(shù)據(jù)。第n層的服務(wù)數(shù)據(jù)單元記為n-SDU。

• 協(xié)議控制信息（PCI)：控制協(xié)議操作的信息。第n層的協(xié)議控制信息記為n-PCI。

• 協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）：對(duì)等層次之間傳送的數(shù)據(jù)單位稱為該層的PDU。第n層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元記為n-PDU。

在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中，每層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元都有一個(gè)通俗的名稱，如物理層的PDU稱為比特，數(shù)據(jù)鏈路層的PDU稱為幀，網(wǎng)絡(luò)層的PDU稱為分組，傳輸層的PDU稱為報(bào)文段。

在各層間傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，把從第n+1層收到的PDU作為第n層的SDU，加上第n層的PCI,就變成了第n層的PDU，交給第n-1層后作為SDU發(fā)送，接收方接收時(shí)做相反的處理，因此可知三者的關(guān)系為

具體地，層次結(jié)構(gòu)的含義包括以下幾方面：

1. 第n層的實(shí)體不僅要使用第n-1層的服務(wù)來實(shí)現(xiàn)自身定義的功能，還要向第n+1層提
   供本層的服務(wù)，該服務(wù)是第n層及其下面各層提供的服務(wù)總和。

2. 最低層只提供服務(wù)，是整個(gè)層次結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)；中間各層既是下一層的服務(wù)使用者，又是
   上一層的服務(wù)提供者；最高層面向用戶提供服務(wù)。

3. 上一層只能通過相鄰層間的接口使用下一層的服務(wù)，而不能調(diào)用其他層的服務(wù)；下一層
   所提供服務(wù)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對(duì)上一層透明。

4. 兩臺(tái)主機(jī)通信時(shí)，對(duì)等層在邏輯上有一條直接信道，表現(xiàn)為不經(jīng)過下層就把信息傳送到
   對(duì)方。

專用術(shù)語

①實(shí)體

任何可發(fā)送或接收信息的硬件或者軟件進(jìn)程,通常是一個(gè)特定的軟件模塊

對(duì)等實(shí)體

收發(fā)雙方相同層次中的實(shí)體

②協(xié)議

控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體進(jìn)行邏輯通信(這種通信實(shí)際上不存在，只是便于我們考慮問題) 的規(guī)則的集合,是水平的

三要素

協(xié)議由語法,語義,同步三部分構(gòu)成.

一個(gè)完整的協(xié)議通常應(yīng)該具有線路管理(建立\連接\釋放連接),差錯(cuò)控制,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等功能

• 語法：定義所交換信息的格式(即報(bào)文格式)

• 語義：定義收發(fā)雙方所要完成的操作(即收，發(fā)任務(wù)需要各自定義)

• 同步：定義收發(fā)雙方的時(shí)序關(guān)系(如先建立偵聽才可以通信是有先后順序的)

③服務(wù)

• 在協(xié)議控制下，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的邏輯通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)(也就是說通過協(xié)議完成本層的內(nèi)容后就可以向上提供服務(wù))

• 要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下面一層所提供的服務(wù)

• 協(xié)議是 “水平的” ，服務(wù)是 “垂直的”

• 實(shí)體看得見相鄰下層所提供的的服務(wù)，但是并不知道實(shí)現(xiàn)該服務(wù)的具體協(xié)議。也就是說，下面的協(xié)議對(duì)上面的實(shí)體是 “透明” 的

服務(wù)原語： 上層使用下層所提供的服務(wù)必須通過與下層交換一些命令，這些命令稱為服務(wù)原語

OSI參考模型將原語劃分為4類

1. 請(qǐng)求(Requst)

2. 指示(Indication)

3. 響應(yīng)(Response)

4. 證實(shí)(Confirmation)

④服務(wù)訪問點(diǎn)(接口)

接口是同一結(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰兩層間交換信息的連接點(diǎn),是一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部的規(guī)定

在典型的接口上,同一結(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰兩層間實(shí)體通過服務(wù)訪問點(diǎn)SAP進(jìn)行交互,服務(wù)是通過SAP提供給上層使用的

服務(wù)訪問點(diǎn)SAP(Service Access Point)：在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實(shí)體交換信息的邏輯接口(就像Web里的request域，后端前端都能取到) ，用于區(qū)分不同的服務(wù)類型,每個(gè)SAP都有一個(gè)能唯一標(biāo)識(shí)它的地址

• 鏈路層的服務(wù)訪問點(diǎn)：幀的"類型"字段

• 網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)訪問點(diǎn)：IP數(shù)據(jù)報(bào)首部中的"協(xié)議字段"

• 運(yùn)輸層的服務(wù)訪問點(diǎn)："端口號(hào)"

協(xié)議和服務(wù)的區(qū)別

一定要注意，協(xié)議和服務(wù)在概念上是不一樣的。首先，只有本層協(xié)議的實(shí)現(xiàn)才能保證向上一層提供服務(wù)。本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議，即下面的協(xié)議對(duì)上層的服務(wù)用戶是透明的。其次，協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之間通信的規(guī)則。但服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層通過層間接口向上層提供的。另外，并非在一層內(nèi)完成的全部功能都稱為服務(wù)，只有那些能夠被高一層實(shí)體“看得見”的功能才稱為服務(wù)。

ISO/OSI參考模型

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）提出的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型，稱為開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI/RM）,通常簡稱為OSI參考模型。OSI參考模型有7層，自下而上依次為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層、應(yīng)用層。低三層統(tǒng)稱為通信子網(wǎng)，它是為了聯(lián)網(wǎng)而附加的通信設(shè)備，完成數(shù)據(jù)的傳輸功能：高三層統(tǒng)稱為資源子網(wǎng)，它相當(dāng)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)的處理等功能。

1. 物理層（Physical Layer）

物理層的傳輸單位是比特，功能是在物理媒體上為數(shù)據(jù)端設(shè)備透明地傳輸原始比特流。物理層主要定義數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）的物理與邏輯連接方法，所以物理層協(xié)議也稱物理層接口標(biāo)準(zhǔn)（物理層規(guī)程）

物理層接口標(biāo)準(zhǔn)很多，如EIA-232C、EIA/TIARS-449、CCITT的X.21等

物理層主要研究以下內(nèi)容：

• 通信鏈路與通信結(jié)點(diǎn)的連接需要一些電路接口物理層規(guī)定了這些接口的一些參數(shù)，如機(jī)械形尺寸、交換電路的數(shù)量和排列等

• 物理層也規(guī)定了通信鏈路上傳輸?shù)男盘?hào)的意義和電氣特征

采用什么信號(hào)表示比特0/1

2. 數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer）

數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸單位是幀，任務(wù)是將網(wǎng)絡(luò)層傳來的IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝成幀
物理層的功能可以概括為：封裝成幀、差錯(cuò)控制、流量控制和傳輸管理等

廣播式網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層還要處理新的問題，即對(duì)共享信道的訪問。物理層的一個(gè)特殊的子層——介質(zhì)訪問層，就是專門處理這個(gè)問題的

• 標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中各主機(jī)（MAC地址）

• 從比特流中區(qū)分出地址和數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)封裝格式）

• 協(xié)調(diào)各主機(jī)征用總線（媒體接入控制）

• 體驗(yàn)得花交換機(jī)的實(shí)現(xiàn)（自學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)發(fā)幀）

• 檢測(cè)數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)誤碼（差錯(cuò)檢測(cè)）

• 出現(xiàn)傳輸差錯(cuò)如何處理（可靠傳輸和不可靠傳輸）

典型的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議有SDLC、HDLC、PPP、STP和幀中繼等

3. 網(wǎng)絡(luò)層（Network Layer）

網(wǎng)絡(luò)層的傳輸單位是數(shù)據(jù)報(bào)，它關(guān)心的是通信子網(wǎng)的運(yùn)行控制，主要任務(wù)是把網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（分組）從源端傳到目的端，為分組交換網(wǎng)上的不同主機(jī)提供通信服務(wù)。
關(guān)鍵問題是對(duì)分組進(jìn)行路由選擇，并實(shí)現(xiàn)流量控制、擁塞控制、差錯(cuò)控制和網(wǎng)際互連等功能。

因特網(wǎng)是一個(gè)很大的互聯(lián)網(wǎng)，它由大量異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通過路由器（Router）相互連接起來。因特網(wǎng)的主要網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議是無連接的網(wǎng)際協(xié)議（Internet Protocol，IP）和許多路由選擇協(xié)議

因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層也稱網(wǎng)際層或IP層

注意，網(wǎng)絡(luò)層中的“網(wǎng)絡(luò)”一詞并不是我們通常談及的具體網(wǎng)絡(luò)，而是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中使用的專有名詞

網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議有 IP、IPX、ICMP、IGMP、ARP、RARP和OSPF等

• 表示網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)中的各主機(jī)（網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)共同編址，例如IP地址）

• 路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組（路由器選擇協(xié)議、路由表和轉(zhuǎn)發(fā)表）

4. 傳輸層(運(yùn)輸層)（Transport Layer）

傳輸層也稱運(yùn)輸層，傳輸單位是報(bào)文段，傳輸層負(fù)責(zé)主機(jī)中兩個(gè)進(jìn)程之間的通信，功能是為端到端連接提供可靠的傳輸服務(wù)，為端到端連接提供流量控制、差錯(cuò)控制、服務(wù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)傳輸管理等服務(wù)。
數(shù)據(jù)鏈路層提供的是點(diǎn)到點(diǎn)的通信，傳輸層提供的是端到端的通信，兩者不同。通俗地說，點(diǎn)到點(diǎn)可以理解為主機(jī)到主機(jī)之間的通信，一個(gè)點(diǎn)是指一個(gè)硬件地址或I地址，網(wǎng)絡(luò)中參與通信的主機(jī)是通過硬件地址或地址標(biāo)識(shí)的；端到端的通信是指運(yùn)行在不同主機(jī)內(nèi)的兩個(gè)進(jìn)程之間的通信，一個(gè)進(jìn)程由一個(gè)端口來標(biāo)識(shí)，所以稱為端到端通信。
使用傳輸層的服務(wù)，高層用戶可以直接進(jìn)行端到端的數(shù)據(jù)傳輸，從而忽略通信子網(wǎng)的存在。通過傳輸層的屏蔽，高層用戶看不到子網(wǎng)的交替和變化。由于一臺(tái)主機(jī)可同時(shí)運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程，因此傳輸層具有復(fù)用和分用的功能。

傳輸層的協(xié)議有TCP、UDP。

• 進(jìn)程之間基于網(wǎng)絡(luò)的通信（進(jìn)程的標(biāo)識(shí)，例如端口號(hào)）

• 出現(xiàn)傳輸差錯(cuò)如何處理（可靠傳輸和不可靠傳輸）

5. 會(huì)話層（Session Layer）

會(huì)話層允許同主機(jī)上的各個(gè)進(jìn)程之間進(jìn)行會(huì)話。會(huì)話層利用傳輸層提供的端到端的服務(wù)，向表示層提供它的增值服務(wù)。這種服務(wù)主要為表示層實(shí)體或用戶進(jìn)程建立連接并在連接上有序地傳輸數(shù)據(jù)，這就是會(huì)話，也稱建立同步（SYN）。

會(huì)話層負(fù)責(zé)管理主機(jī)間的會(huì)話進(jìn)程，包括建立、管理及終止進(jìn)程間的會(huì)話。會(huì)話層可以使用校驗(yàn)點(diǎn)使通信會(huì)話在通信失效時(shí)從校驗(yàn)點(diǎn)繼續(xù)恢復(fù)通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。

6. 表示層（Presentation Layer）

表示層主要處理在兩個(gè)通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式。不同機(jī)器采用的編碼和表示方法不同，使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也不同。為了使不同表示方法的數(shù)據(jù)和信息之間能互相交換，表示層采用插象的標(biāo)準(zhǔn)方法定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并采用標(biāo)準(zhǔn)的編碼形式。數(shù)據(jù)壓縮、加密和解密也是表示層可提供的數(shù)據(jù)表示變換功能。

7. 應(yīng)用層（Application Layer）

應(yīng)用層是OSI參考模型的最高層，是用戶與網(wǎng)絡(luò)的界面。應(yīng)用層為特定類型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供訪問0SI參考模型環(huán)境的手段。因?yàn)橛脩舻膶?shí)際應(yīng)用多種多樣，這就要求應(yīng)用層采用不同的應(yīng)用協(xié)議來解決不同類型的應(yīng)用要求，因此應(yīng)用層是最復(fù)雜的一層，使用的協(xié)議也最多。

典型的協(xié)議有用于文件傳送的FTP、用于電子郵件的SMTP、用于萬維網(wǎng)的HTTP等。

TCP/IP模型

ARPA在研究 ARPAnet 時(shí)提出了TCP/IP 模型，模型從低到高依次為網(wǎng)絡(luò)接口層（對(duì)應(yīng)OSI參考模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層)、網(wǎng)際層、傳輸層和應(yīng)用層（對(duì)應(yīng)OSI參考模型中的會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層)。TCPIIP 由于得到廣泛應(yīng)用而成為事實(shí)上的國際標(biāo)準(zhǔn)。

1.網(wǎng)絡(luò)接口層

網(wǎng)絡(luò)接口層的功能類似于OSI參考模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。它表示與物理網(wǎng)絡(luò)的接口，但實(shí)際上TCP/IP 本身并未真正描述這一部分，只是指出主機(jī)必須使用某種協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)連接，以便在其上傳遞IP分組。具體的物理網(wǎng)絡(luò)既可以是各種類型的局域網(wǎng)，如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、令牌總線網(wǎng)等，也可以是諸如電話網(wǎng)、SDH、X.25、幀中繼和 ATM等公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)接口層的作用是從主機(jī)或結(jié)點(diǎn)接收IP分組，并把它們發(fā)送到指定的物理網(wǎng)絡(luò)上。

2. 網(wǎng)際層

網(wǎng)際層（主機(jī)-主機(jī)）是TCP/IP 體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分。它和0SI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層在功能上非常相似。
網(wǎng)際層將分組發(fā)往任何網(wǎng)絡(luò)，并為之獨(dú)立地選擇合適的路由，但它不保證各個(gè)分組有序地到達(dá)，各個(gè)分組的有序交付由高層負(fù)責(zé)。網(wǎng)際層定義了標(biāo)準(zhǔn)的分組格式和協(xié)議，即 IP。

3. 傳輸層

同樣和OSI參考模型中的傳輸層類似

1）傳輸控制協(xié)議（Transmission Control Protocol，TCP)，能夠提供可靠的交付。
2）用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（User Datagram Protocol，UDP）。它是無連接的，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯挝皇怯?br> 戶數(shù)據(jù)報(bào)，不保證提供可靠的交付，只能提供“盡最大努力交付”。

4. 應(yīng)用層

應(yīng)用層（用戶-用戶或進(jìn)程-進(jìn)程）包含所有的高層協(xié)議，如虛擬終端協(xié)議（Telnet）、文件傳輸協(xié)議（FTP）、域名解析服務(wù)（DNS）、電子郵件協(xié)議（SMTP）和超文本傳輸協(xié)議（HTTP）。

IP協(xié)議是因特網(wǎng)中的核心協(xié)議：TCP/IP可以為各式各樣的應(yīng)用提供服務(wù)（所謂的everything over IP)，同時(shí)TCP/IP也允許IP協(xié)議在由各種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的互聯(lián)網(wǎng)上運(yùn)行（所謂的IPover everything）。正因?yàn)槿绱?，因特網(wǎng)才會(huì)發(fā)展到今天的規(guī)模。

總結(jié)：TCP/IP模型與OSI參考模型的比較

TCP/IP模型與OSI參考模型有許多相似之處。

• 都采取分層的體系結(jié)構(gòu)

• 都是基于獨(dú)立的協(xié)議棧的概念。

• 都可以解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互連，實(shí)現(xiàn)世界上不同廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)之間的通信。

兩個(gè)模型除具有這些基本的相似之處外，也有很多差別。

• OSI參考模型的最大貢獻(xiàn)就是精確地定義了三個(gè)主要概念：服務(wù)、協(xié)議和接口，這與現(xiàn)代的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思想非常吻合。而TCP/IP 模型在這三個(gè)概念上卻沒有明確區(qū)分，不得合軟件工程的思想。

• OSI參考模型產(chǎn)生在協(xié)議發(fā)明之前，沒有偏向于任何特定的協(xié)議，通用性良好。但計(jì)者在協(xié)議方面沒有太多經(jīng)驗(yàn)，不知道把哪些功能放到哪一層更好。TCP/IP模型正好相反，首出現(xiàn)的是協(xié)議，模型實(shí)際上是對(duì)已有協(xié)議的描述，因此不會(huì)出現(xiàn)協(xié)議不能匹配模型的情況，但模型不適合于任何其他非TCP/IP的協(xié)議棧。

• TCP/IP 模型在設(shè)計(jì)之初就考慮到了多種異構(gòu)網(wǎng)的互連問題，并將網(wǎng)際協(xié)議（IP）作一個(gè)單獨(dú)的重要層次。OSI參考模型最初只考慮到用一種標(biāo)準(zhǔn)的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)將各種不同的系給連。OSI 參考模型認(rèn)識(shí)到IP的重要性后，只好在網(wǎng)絡(luò)層中劃分出一個(gè)子層來完成類似于TG模型中的IP的功能。

• 0SI參考模型在網(wǎng)絡(luò)層支持無連接和面向連接的通信，但在傳輸層僅有面向連接的通信。
  而TCP/IP模型認(rèn)為可靠性是端到端的問題，因此它在網(wǎng)際層僅有一種無連接的通信，但傳輸層支持無連接和面向連接兩種模式。這個(gè)不同點(diǎn)常常作為考查點(diǎn)

原理體系結(jié)構(gòu)

學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，我們往往采取折中的辦法，即綜合OSI參考模型和TCP/IP模型

基于通信協(xié)議棧進(jìn)行通信的結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸過程

當(dāng)我們利用瀏覽器發(fā)送網(wǎng)頁請(qǐng)求到服務(wù)器并發(fā)生響應(yīng)的過程中，數(shù)據(jù)會(huì)怎么變化呢？

瀏覽器發(fā)送

• 應(yīng)用層：按照HTTP協(xié)議的規(guī)定構(gòu)建一個(gè)HTTP請(qǐng)求報(bào)文(請(qǐng)求要干什么) 。應(yīng)用層將HTTP請(qǐng)求的報(bào)文交給運(yùn)輸層處理

• 運(yùn)輸層：給HTTP請(qǐng)求報(bào)文添加一個(gè)TCP首部(區(qū)分應(yīng)用進(jìn)程) ，使之成為TCP報(bào)文段。運(yùn)輸層將TCP報(bào)文段交給網(wǎng)絡(luò)層處理

• 網(wǎng)絡(luò)層：給TCP報(bào)文段添加一個(gè)IP首部(使之可以在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸) ，使之成為IP數(shù)據(jù)報(bào)。網(wǎng)絡(luò)層將IP數(shù)據(jù)報(bào)交付給數(shù)據(jù)鏈路層處理

• 數(shù)據(jù)鏈路層：給IP數(shù)據(jù)報(bào)添加一個(gè)首部(讓其能在一段鏈路上傳輸，能被相應(yīng)主機(jī)接收) 和一個(gè)尾部(讓目的主機(jī)檢查所接收到的幀是否有誤碼) ，使之成為幀。數(shù)據(jù)鏈路層將幀交給物理層

• 物理層：將幀看作比特流，如果網(wǎng)絡(luò)是以太網(wǎng)，它還會(huì)在幀上加前導(dǎo)碼(讓目的主機(jī)做好接收幀的準(zhǔn)備) 。接著將比特流變成相應(yīng)信號(hào)發(fā)送到傳輸媒體

路由器轉(zhuǎn)發(fā)

• 物理層收到信號(hào)將其變為比特流，去掉前導(dǎo)碼后，將其交付給數(shù)據(jù)鏈路層 (交付的實(shí)際是幀)

• 數(shù)據(jù)鏈路層將幀去掉首部和尾部后，將其交付給網(wǎng)絡(luò)層 (交付的實(shí)際是IP數(shù)據(jù)報(bào))

• 網(wǎng)絡(luò)層解析IP數(shù)據(jù)報(bào)首部，從中提取目的網(wǎng)絡(luò)地址，然后查找自身路由表，確定轉(zhuǎn)發(fā)端口。接著數(shù)據(jù)鏈路層封裝，物理層再封裝，將比特流變成信號(hào)發(fā)送出去。

服務(wù)器接收

• 物理層收到信號(hào)將其變?yōu)楸忍亓?/strong>，去掉前導(dǎo)碼后，將其交付給數(shù)據(jù)鏈路層 (交付的實(shí)際是幀)

• 數(shù)據(jù)鏈路層收到幀后，去除首部和尾部，將其交付給網(wǎng)絡(luò)層 (交付的實(shí)際是IP數(shù)據(jù)報(bào))

• 網(wǎng)絡(luò)層收到IP數(shù)據(jù)報(bào)后，去除IP首部，將其交付給運(yùn)輸層 (交付的實(shí)際是TCP報(bào)文)

• 運(yùn)輸層收到TCP報(bào)文后，從中得知是與哪個(gè)端口上的進(jìn)程通信，去除TCP頭部后，交付給應(yīng)用層 (交付的實(shí)際是HTTP請(qǐng)求報(bào)文)

• 應(yīng)用層收到HTTP請(qǐng)求報(bào)文后，將其解析給對(duì)應(yīng)進(jìn)程，并執(zhí)行相關(guān)操作，返回HTTP響應(yīng)報(bào)文

具體有哪些功能

流量控制(FLow Control)

一般來說，我們希望數(shù)據(jù)傳輸能快一些，但如果發(fā)送方把數(shù)據(jù)發(fā)送得過快，接收方就可能來不及接收，這會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失

流量控制就是讓發(fā)送方的發(fā)送速率不要太快，要讓接收方來得及接收（即接收緩存有可能溢出） ，因此流量控制可以說是一種速度匹配服務(wù)

傳輸層和數(shù)據(jù)鏈路層的流量控制的區(qū)別

傳輸層定義端到端用戶之間的流量控制，數(shù)據(jù)鏈路層定義兩個(gè)中間的相鄰結(jié)點(diǎn)的流量控制。另外，數(shù)據(jù)鏈路層的滑動(dòng)窗口協(xié)議的窗口大小不能動(dòng)態(tài)變化，傳輸層的則可以動(dòng)態(tài)變化

例題

擁塞控制

在某段時(shí)間，若對(duì)網(wǎng)絡(luò)中某一資源的需求超過了該資源所能提供的可用部分，網(wǎng)絡(luò)性能就要變壞，這種情況叫做擁塞

若出現(xiàn)擁塞而不進(jìn)行控制，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量將隨輸入負(fù)荷的增大而下降

擁塞控制基本方法

1. 開環(huán)控制

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的流量特征可以準(zhǔn)確規(guī)定且性能要求可以事先獲得時(shí)，適合使用開環(huán)控制。

• • 試圖用良好的設(shè)計(jì)來解決問題。

• • 從一開始就保證問題不會(huì)發(fā)生。

• • 一旦系統(tǒng)啟動(dòng)并運(yùn)行起來，就不需要中途修正。

2. 閉環(huán)控制

     當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的流量特征不能準(zhǔn)確描述或者當(dāng)網(wǎng)絡(luò)不提供資源預(yù)留時(shí)，適合使用閉環(huán)控制。因特網(wǎng)采用的就是閉環(huán)控制方法。

• • 基于反饋的控制方法

根據(jù)擁塞信息的反饋形式，可將閉環(huán)擁塞控制算法分為：

1. 顯式反饋算法

從擁塞節(jié)點(diǎn)（即路由器）向源點(diǎn)提供關(guān)于網(wǎng)絡(luò)中擁塞狀態(tài)的顯式反饋信息。

2. 隱式反饋算法

源點(diǎn)自身通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)行為的觀察（例如超時(shí)重傳或往返時(shí)間RTT）來推斷網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生了擁塞。TCP采用的就是隱式反饋算法。

擁塞控制并不僅僅是運(yùn)輸層要考慮的問題。顯式反饋算法就必須涉及網(wǎng)絡(luò)層。雖然一些網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（如ATM網(wǎng)絡(luò)）主要在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)擁塞控制，但因特網(wǎng)主要利用隱式反饋在運(yùn)輸層實(shí)現(xiàn)擁塞控制。

進(jìn)行擁塞控制是需要付出代價(jià)的

• 可能需要在節(jié)點(diǎn)之間交換信息和各種命令，以便選擇擁塞控制的策略并實(shí)施控制，這樣會(huì)產(chǎn)生額外開銷。

• 可能需要預(yù)留一些資源用于特殊用戶或特殊情況，這樣就降低了網(wǎng)絡(luò)資源的共享程度。

然而，為了確保網(wǎng)絡(luò)性能的穩(wěn)定，不會(huì)因?yàn)檩斎胴?fù)載的增長而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能的惡化甚至出現(xiàn)崩潰，使用擁塞控制而付出一定的代價(jià)是值得的。

衡量網(wǎng)絡(luò)擁塞的指標(biāo)

流量控制與擁塞控制的區(qū)別

流量控制：以接收方的接收能力控制發(fā)送方（源點(diǎn)）的發(fā)送速率，只與特定的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的發(fā)送方和接收方之間的流量有關(guān)
擁塞控制：源點(diǎn)根據(jù)各方面因素，按擁塞控制算法自行控制發(fā)送速率，全局性問題，涉及網(wǎng)絡(luò)中所有的主機(jī)、路由器等

總結(jié)：ISO/OSI各層功能實(shí)現(xiàn)

靈魂拷問

1. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要區(qū)別是什么？

2. 端到端通信和點(diǎn)到點(diǎn)通信之間的區(qū)別？

直接相連的結(jié)點(diǎn)之間的通信稱為點(diǎn)到點(diǎn)通信，不涉及程序或進(jìn)程的概念
端到端通信建立在點(diǎn)到點(diǎn)通信的基礎(chǔ)上，以完成應(yīng)用程序進(jìn)程之間的通信文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-605643.html

	點(diǎn)到點(diǎn)通信	端到端通信
程序或進(jìn)程

到了這里，關(guān)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第一章概述的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！