计算机网络 体系结构

本文将介绍计算机网络体系结构。

一、标准的建立

在过去，不同公司根据各自的想法设计各自的计算机网络体系结构，这导致不同公司的设备无法互连。

为此，国际标准化组织推出了国际标准 OSI，规定了计算机网络体系结构应该遵循的规范。

遗憾的是，OSI 并没有推广成功，但 TCP/IP 协议获得了广泛的应用，称为了 “事实上的国际标准”，互联网便基于 TCP/IP 协议。

  • OSI 为国际标准
  • TCP/IP 为非国际标准，但应用更为广泛，是 “事实上的国际标准”
  • OSI 是最早制定的国际标准
  • OSI 只是一个概念模型，并没有说明如何实现，且过于严谨复杂，通信效率较低
  • TCP/IP 与 OSI 相比，简化了模型，提升了通信效率

二、五层协议

如图，OSI 协议为七层，TCP/IP 协议为 4 层，为了综合两者的优点，接下来将着重学习二者结合而成的五层协议。

  • 应用层：

    • 体系结构的最高层
    • 与应用进程直接交互，为应用进程提供通信服务，定义了应用进程间通信和交互的规则
    • 数据单元为：报文
    • 常见的应用层协议有 DNS、HTTP、SMTP 等

  • 运输层：

    • 为不同主机中的应用进程之间的通信提供数据传输服务

      端到端通信

    • 数据单元为：TCP 报文段、UDP 用户数据报

  • 网络层：

    • 为主机之间提供通信服务

      点到点通信

    • 通过分组交换的方式，由路由器 “接力” 传递数据

    • 数据单元为：分组（IP 数据报）

  • 数据链路层：

    • 在原始的、有差错的物理传输线路的基础上，采取差错检测、差错控制、流量控制等方法，将其改造成逻辑上的无差错的数据链路

      一般而言，只保证 “比特差错”，不保证 “帧差错”

    • 数据单元为：帧

  • 物理层：

    • 将数据以比特流的形式传输
    • 数据单元为：比特

参考