计算机网络体系结构概述

前言：打算更系统地学习一下计算机网络，听的网课是湖科大教书匠的课程。

这篇文章将在宏观上介绍一下计算机网络的体系结构

1.常见的计算机网络体系结构

1.OSI七层模型

OSI参考模型并没有提供一个可以实现的方法，而是描述了一些概念，用来协调进程间通信标准的制定。即OSI参考模型并不是一个标准，而是一个在制定标准时所使用的概念性框架。（维基百科）这个模型并未在市场上真正的使用，因为其实现起来周期太长，而且复杂。

2.事实上的国际标准

事实上计算机网络体系结构是TCP/IP体系结构。这个是市场上真正使用的标准

其中网络接口层指有线的以太网接口和无线的局域网的WIFI接口。

ip协议是网际层最重核心的协议，对下可以将不同的网络接口进行互连，对上可以对TCP协议和UDP协议提供网络互联服务。 其中TCP协议对应用层的HTTP协议和SMTP协议等提供可靠传输的服务。UDP协议对应用层的DNS 和RTP协议提供不可靠的服务。

这里的可靠服务是指有连接，有反馈。你给人家发了信息，你能知道对方有
没有收到你的信息，信息是否准确无误。就像打电话一样，你是能判断出对
方有没有收到信息的，因为你会收到反馈。而现在在微信发消息就是不可靠
的服务，因为你把信息发了过去，你并不知道对方有没有看到这一条消息。

3.适合学习的网络协议

对于初学者，需要一个适合学习的体系模型，需要结合OSI七层模型和TCP/IP协议的优点，这个就是后面要学的五层结构

2.计算机网络各层的概述

下面对各层在计算机网络通信过程中要做的事做一个概述

1.物理层

物理层中涉及的主要问题是

1.采用怎样的传输介质，例如双绞线

2.采用怎样的物理接口例如RJ45以太网接口

3.怎样用比特流表示0和1

例如用高低电平表示0和1.

0表示低电平，1表示高电平

2.数据链路层

在以前总线型网络的时候，会面临一些问题

比如说，有一个总线型网络，将主机A,B,C,D,E连接在一起。主机A打算向主机B发送信息，那么主机A怎么知道这个数据是发送给自己的呢，主机C,D，E又怎么知道这个数据不是发送给自己的。总结一下，就是：

1.如何表示网络中的各主机，也就是主机编址问题，例如mac地址

对于这一个问题，有一个方法：将这些信息，给它加上地址信息

有一个问题出现了：2.如何从信号所表示的一连串比特流中区分出地址和数据3.如果两个主机同时发送信息，发生比特流的碰撞怎么办，即：

如何协调主机征用网线。这种总线型的网络已经被淘汰 ，现在已经是交换机的方式。这种方式又是怎么实现的呢，这就是数据链路层要处理的东西。

3.网络层

1.如果有多个网络，我们该怎么标识各网络和各网络中的主机，我们该怎么进行标识（例如IP地址）

2.路由器怎么转发分组，以及路由选择的问题。

4.运输层

如何解决进程之间的通信问题。例如一个主机运行着两个与网络通信有关的应用进程例如：qq.火狐浏览器。服务器，进行着apache服务。这个时候服务器对主机进行分组，是分给qq还是火狐浏览器呢。

5.应用层

应用进程间的交互来完成特定的网络应用

比如

支持万维网应用的HTTP协议

支持电子邮件的SMTP协议

支持文件传送的FTP协议。

3.应用进程间基于网络的通信

在谷歌浏览器输入www.souhu.com以后，就会进入搜狐的主页，那么在这个过程，计算机网络之间的传输过程是什么样的呢？

首先应用层按HTTP协议创建一个报文，

然后该HTTP报文传送给传输层，并添加一个TCP首部。

这个首部是为了区分应用进程和实现可靠传输。然后传递给网络层，

并添加一个ip首部，成为ip数据报，而可以被路由器分组转发。

然后交付给数据链路层，添加一个首部和一个尾部，使之成为一个帧。

然后交付给物理层，物理层将数据看成比特流。然后加入前导码使之可以通过介质进行传输。传输到路由器，然后逐层去掉首部尾部，最后传输到服务器，去掉首部尾部。