计算机网络体系结构

#计算机网络体系结构#

·什么是计算机网络体系结构？

简言之，计算机网络体系结构（architecture）就是这个计算机及其构件所应完成的功能的明确定义，即计算机网络的各层及其协议的集合就是网络的体系结构.

其中包括OSI七层体系结构（Open Systems Interconnection Reference Model）中文名开放系统互联基本参考模型。

TCP/IP的四层体系结构

五层协议的体系结构

通常五层体系结构是教学中常介绍的体系结构，实际应用的最广泛的是TCP/IP的四层体系结构。

下面针对五层协议的体系结构对相关层次进行进一步的普及与介绍：

1）应用层（application layer）

上面讲到计算机网络的各层及协议的集合是计算机网络的体系结构。在应用层也有各种协议。如域名系统DNS，支持万维网应用的HTTP协议，支持电子邮件的SMTP协议。在应用层交互的数据单元我们称为报文（message）。应用层的主要任务是通过进程间的交互来完成特定的网络应用。这里的进程是指主机中正在运行的程序。

2）运输层（transport layer）

主要使用以下两种协议：

传输控制协议TCP（Transmission Control Protocol）——提供面向连接的，可靠的数据传输服务，其数据传输的单位是报文段（segement）

用户数据报协议UDP（User Datagram Protocol）提供无连接的尽最大努力的数据传输服务，主要用于实时数据传输，不保证数据传输的可靠性。其数据单位是用户数据报

运输层的主要任务是对接应用层。即运输层的主要任务是负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。

3）网络层（network layer）

由于互联网由大量的异构（heterogeneous）网络通过路由器（router）相互连接起来的。主要使用的协议是网际协议IP（Internet Protocol）和许多种路由选择协议。这一层也被称为网际层或IP层。

网络层的主要任务是为分组交换网上不同的主机提供通信服务。其工作是把运输层产生的报文段或用户数据报封装成组或包进行传送。成组或包的数据包在这里又称为IP数据报。

4）数据链路层（data link layer）

该层的协议主要是可靠传输协议。用来纠正在传输过程中产生的错误。

主要任务是将网络层交下来的IP数据报组装成帧（framming）,在两个相邻节点的链路上传送帧。每一帧包含数据和必要的控制信息（如同步信息，地址信息，差错控制等）。其中控制信息使接收端能够知道一个帧从哪个比特开始和到哪个比特结束，还要使接收端能够检测到所收到的帧有无差错。如有差错就简单地丢弃。

5）物理层（Physical layer）

这一层的主要任务考虑用多大的电压代表“1”或“0”以及接收方如何识别发送方所发送的比特。还要确定连接电缆的插头应当有多少根引脚以及引脚之间如何连接。注意，物理传输媒体如双绞线，光缆，同轴电缆不属于该层。

最后，数据从应用层到运输层到网络层都会加上对应的控制信息。值得注意的是，在数据链路层控制信息被分为了两部分分别加在数据的首部与尾部。物理层传输的是比特流，物理层不需要加控制信息。