計算機網絡——網絡體系結構與網絡協定

協定：網絡協定是為網絡資料交換而制定的規則、約定與标準；（學計網以前，一直搞不懂協定是啥來着。。。）

一個比較形象的比喻，來說明協定的重要：網絡中一個微機使用者和一個大型主機的操作員進行通信，由于這兩個資料終端所用字元集不同，是以操作員所輸入的指令彼此不認識。為了能進行通信，規定每個終端都要将各自字元集中的字元先變換為标準字元集的字元後，才進入網絡傳送，到達目的終端之後，再變換為該終端字元集的字元。當然，對于不相容終端，除了需變換字元集字元外。其他特性，如顯示格式、行長、行數、螢幕滾動方式等也需作相應的變換。網絡協定就是事先約好怎麼通信，通信的格式，然後便于解答和傳輸，是存在資料包中的

網絡協定的三要素：文法 、語義與時序；

文法：資料與控制資訊的結構或格式

語義：即需要發出何種控制資訊，完成何種動作     以及做出何種響應

時序：事件實作順序的詳細說明

層次

層次是人們對複雜問題處理的基本方法；将總體要實作的很多功能配置設定在不同層次中，對每個層次要完成的服務及服務要求都有明确規定；不同的系統分成相同的層次，不同系統的最低層之間存在着“實體”通信；不同系統的對等層次之間存在着“虛拟”通信；對不同系統的對等層之間的通信有明确的通信規定；高層使用低層提供的服務時，并不需要知道低層服務的具體實作方法。

層次結構研究方法的優點：各層之間互相獨立;靈活性好;各層都可以采用最合适的技術來實作;易于實作和維護;有利于促進标準化。

接口

接口是同一結點内相鄰層之間交換資訊的連接配接點;同一個結點的相鄰層之間存在着明确規定的接口，低層向高層通過接口提供服務;隻要接口條件不變、低層功能不變，低層功能的具體實作方法與技術的變化不會影響整個系統的工作。

各層要完成的功能

差錯控制：使得和網絡對等端的相應層次的通信更加可靠

流量控制：使得發送端的發送速率不要太快，要使接收端來得及接收

分段和重組：發送端将要發送的資料塊劃分為更小的機關，在接收端将其還原

複用和分用：發送端幾個高層會話複用一條低層的連接配接，在接收端再進行分用

連接配接建立和釋放：交換資料前先建立一條連接配接，資料傳送結束後釋放連接配接

OSI參考模型

OSI參考模型各層的功能

實體層的主要功能：實體層的資料傳輸單元是比特； 利用傳輸媒體為通信的網絡結點之間建立、管理和釋放實體連接配接；實作比特流的傳輸，為資料鍊路層提供資料傳輸服務

資料鍊路層的主要功能：資料鍊路層的資料傳輸單元是幀；在實體層提供的服務基礎上，資料鍊路層在通信的實體間建立資料鍊路連接配接；采用差錯控制與流量控制方法，使有差錯的實體線路變成無差錯的資料鍊路。

網絡層的主要功能：通過路由選擇算法為分組通過通信子網選擇最适當的路徑；為資料在結點之間傳輸建立邏輯鍊路；實作網絡互連等功能。

傳輸層的主要功能：向使用者提供端到端（end-to-end）服務；處理資料包錯誤、資料包次序，以及其他一些關鍵傳輸問題；傳輸層向高層屏蔽了下層資料通信的細節，是計算機通信體系結構中關鍵的一層。

會話層的主要功能：負責維護兩個結點之間的傳輸連結，以便確定點到點傳輸不中斷；資料交換的定界和同步。

表示層的主要功能：用于處理在兩個通信系統中交換資訊的表示方式；資料格式變換；資料加密與解密；資料壓縮與恢複。

應用層的主要功能：網絡應用程式及其應用層協定存留的地方。

TCP/IP參考模型

主機-網絡層（對應OSI七層模型的實體層和資料鍊路層）：參考模型的最低層，負責通過網絡發送和接收IP資料報;允許主機連入網絡時使用多種現成的與流行的協定，如區域網路的Ethernet、令牌網、分組交換網的X.25、幀中繼、ATM協定等；充分展現出TCP/IP協定的相容性與适應性，它也為TCP/IP的成功奠定了基礎。

互聯層（對應OSI中的網絡層）：處理互聯的路由選擇、流控與擁塞問題；處理接收的資料報；（目的位址是否為本結點IP位址）處理來自傳輸層的分組發送請求；網絡層協定是IP協定。IP協定是無連接配接的、提供“盡力而為”的服務。

傳輸層（對應OSI中的傳輸層）：主要功能是在互連網中源主機與目的主機的對等實體間建立的端-端連接配接；傳輸控制協定TCP是一種可靠的面向連接配接協定；使用者資料報協定UDP是一種不可靠的無連接配接協定

應用層（對應OSI中的會話層，表示層和應用層）：遠端登入協定   Telnet；檔案傳輸協定   FTP；簡單郵件傳輸協定   SMTP；域名系統   DNS；簡單網絡管理協定   SNMP；超文本傳輸協定   HTTP

我所了解的網絡層次模型是這樣的，舉一個例子，可能有偏頗之處，望大佬指正

你要給其他城市的朋友寄物品，而你又是一個很懶的人，甚至懶得送到小區快遞點，于是快遞小哥就來到你家門口，記錄了你家住址和你朋友家住址，然後就沒有你什麼事了，就等着父母收到了。快遞小哥把物品從你家送到快遞點，然後任務就完成了。快遞點把你的物品打包，送到你所在城市的總快遞點，不關心你的物品是坐飛機還是乘火車送到目的地。如果不是大城市，可能還需要送到省會城市的總快遞點。你的物品可能會經過幾個城市換乘，最終到達你朋友的手裡。

這裡面，物品就是應用程式資料。你的門牌号對于你所住的小區來說就是端口号，畢竟生活中，快遞送到了你小區快遞點，他是不會在意”XX省XX市XX區”，他所需要的資訊是樓号與門牌号，是以快遞員到家門口取快遞時，會記錄你的門牌号，也就是添加TCP報頭，其中記錄了源端口與目的端口以及其他若幹資訊，這裡小區快遞點充當傳輸層；同樣，城市快遞點和省快遞點充當的是網絡層和鍊路層，他們關注的資訊分别是“XX市”和“XX省”，而網絡層和鍊路層分别要添加首部，網絡層添加源ip和目的ip，鍊路層添加源mac和目的mac。市快遞點在送到省快遞點之前，已經考慮怎麼把你的物品送過去，會安排最佳路線，這就是路由選擇，由網絡層完成。飛機火車這些是你物品載體，可看成實體層。物品需要在中間城市換乘，中間城市可看為路由器。以上，OSI模型中每一層都不關心下一層是怎麼做到的（你不關心物品出你家門後會怎樣，小區快遞點送到市快遞點就傳回，同樣不關心他會送往哪個城市），它們為上一層提供服務（省快遞點收到物品，确定無誤後，會送往市快遞點，以下也類似）。