1. OSI網絡分層參考模型
網絡協定設計者不應當設計一個單一、巨大的協定來為全部形式的通信規定完整的細節。而應把通信問題劃分成多個小問題。然後為每一個小問題設計一個單獨的協定。這樣做使得每一個協定的設計、分析、時限和測試比較easy。協定劃分的一個主要原則是確定目标系統有效且效率高。為了提高效率。每一個協定僅僅應該注意沒有被其他協定處理過的那部分通信問題；為了主協定的實作更加有效，協定之間應該可以共享特定的資料結構；同一時候這些協定的組合應該能處理全部可能的硬體錯誤以及其他異常情況。
為了保證這些協定工作的協同性，應當将協定設計和開發成完整的、協作的協定系列(即協定族)，而不是孤立地開發每一個協定。
在網絡曆史的早期。國際标準化組織(ISO)和國際電報電話咨詢委員會(CCITT)共同出版了開放系統互聯的七層參考模型。一台計算機作業系統中的網絡過程包含從應用請求(在協定棧的頂部)到網絡媒體(底部) ，OSI參考模型把功能分成七個分立的層次。圖2.1表示了OSI分層模型。
OSI七層參考模型
OSI模型的七層分别進行下面的操作：
第一層:實體層
負責最後将資訊編碼成電流脈沖或其他信号用于網上傳輸。它由計算機和網絡媒體之間的實際界面組成，可定義電氣信号、符号、線的狀态和時鐘要求、資料編碼和傳輸資料用的連接配接器。如最經常使用的RS-232規範、10BASE-T的曼徹斯特編碼以及RJ-45就屬于第一層。全部比實體層高的層都通過事先定義好的接口而與它通話。如以太網的附屬單元接口(AUI)，一個DB-15連接配接器可被用來連接配接層一和層二。
第二層:資料鍊路層
通過實體網絡鍊路提供可靠的傳輸資料。不同的資料鍊路層定義了不同的網絡和協定特征，當中包含實體編址、網絡拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流控。實體編址（相相應的是網絡編址）定義了裝置在資料鍊路層的編址方式；網絡拓撲結構定義了裝置的實體連接配接方式。如總線拓撲結構和環拓撲結構；錯誤校驗向發生傳輸錯誤的上層協定告警；資料幀序列又一次整理并傳輸除序列以外的幀；流控可能延緩資料的傳輸。以使接收裝置不會由于在某一時刻接收到超過其處理能力的資訊流而崩潰。資料鍊路層實際上由兩個獨立的部分組成，媒體存取控制（Media Access Control,MAC）和邏輯鍊路控制層（Logical Link Control,LLC）。MAC描寫叙述在共享媒體環境中怎樣進行站的排程、發生和接收資料。MAC確定資訊跨鍊路的可靠傳輸。對傳輸資料進行同步。識别錯誤和控制資料的流向。
一般地講。MAC僅僅在共享媒體環境中才是重要的，僅僅有在共享媒體環境中多個節點才幹連接配接到同一傳輸媒體上。IEEE MAC規則定義了位址，以辨別資料鍊路層中的多個裝置。邏輯鍊路控制子層管理單一網絡鍊路上的裝置間的通信，IEEE 802.2标準定義了LLC。LLC支援無連接配接服務和面向連接配接的服務。
在資料鍊路層的資訊幀中定義了很多域。這些域使得多種高層協定能夠共享一個實體資料鍊路。
第三層:網絡層
負責在源和終點之間建立連接配接。它一般包含網絡尋徑，還可能包含流量控制、錯誤檢查等。同樣MAC标準的不同網段之間的傳輸資料一般僅僅涉及到資料鍊路層，而不同的MAC标準之間的傳輸資料都涉及到網絡層。比如IP路由器工作在網絡層，因而能夠實作多種網絡間的互聯。
第四層:傳輸層
向高層提供可靠的端到端的網絡資料流服務。傳輸層的功能一般包含流控、多路傳輸、虛電路管理及差錯校驗和恢複。流控管理裝置之間的傳輸資料。確定傳輸裝置不發送比接收裝置處理能力大的資料；多路傳輸使得多個應用程式的資料能夠傳輸到一個實體鍊路上；虛電路由傳輸層建立、維護和終止；差錯校驗包含為檢測傳輸錯誤而建立的各種不同結構；而差錯恢複包含所採取的行動（如請求資料重發），以便解決發生的不論什麼錯誤。傳輸控制協定（TCP）是提供可靠傳輸資料的TCP/IP協定族中的傳輸層協定。
第五層:會話層
建立、管理和終止表示層與實體之間的通信會話。通信會話包含發生在不同網絡應用層之間的服務請求和服務應答，這些請求與應答通過會話層的協定實作。它還包含建立檢查點，使通信發生中斷的時候能夠傳回到曾經的一個狀态。
第六層:表示層
提供多種功能用于應用層資料編碼和轉化，以確定以一個系統應用層發送的資訊能夠被還有一個系統應用層識别。
表示層的編碼和轉化模式包含公用資料表示格式、性能轉化表示格式、公用資料壓縮模式和公用資料加密模式。
公用資料表示格式就是标準的圖像、聲音和視訊格式。通過使用這些标準格式。不同類型的計算機系統能夠互相交換資料。轉化模式通過使用不同的文本和資料表示，在系統間交換資訊，比如ASCII(American Standard Code for Information Interchange。美國标準資訊交換碼)；标準資料壓縮模式確定原始裝置上被壓縮的資料能夠在目标裝置上正确的解壓；加密模式確定原始裝置上加密的資料能夠在目标裝置上正确地解密。
表示層協定一般不與特殊的協定棧關聯，如QuickTime是Applet計算機的視訊和音頻的标準，MPEG是ISO的視訊壓縮與編碼标準。
常見的圖形圖像格式PCX、GIF、JPEG是不同的靜态圖像壓縮和編碼标準。
第七層:應用層
最接近終端使用者的OSI層，這就意味着OSI應用層與使用者之間是通過應用軟體直接互相作用的。
注意。應用層并不是由計算機上執行的實際應用軟體組成，而是由向應用程式提供訪問網絡資源的API（Application Program Interface，應用程式接口）組成。這類應用軟體程式超出了OSI模型的範疇。應用層的功能一般包含辨別通信夥伴、定義資源的可用性和同步通信。由于可能丢失通信夥伴。應用層必須為資料傳輸的應用子程式定義通信夥伴的辨別和可用性。
定義資源可用性時，應用層為了請求通信而必須判定是否有足夠的網絡資源。在同步通信中，全部應用程式之間的通信都須要應用層的協同操作。
OSI的應用層協定包含檔案的傳輸、訪問及管理協定(FTAM) ，以及檔案虛拟終端協定(VIP)和公用管理系統資訊(CMIP)等。
2. TCP/IP分層模型
TCP/IP分層模型（TCP/IP Layening Model）被稱作網際網路分層模型(Internet Layering Model)、網際網路參考模型(Internet Reference Model)。
TCP/IP四層參考模型
TCP/IP協定被組織成四個概念層。當中有三層相應于ISO參考模型中的相應層。ICP/IP協定族并不包括實體層和資料鍊路層，是以它不能獨立完畢整個計算機網絡系統的功能，必須與更多的協定協同工作。
TCP/IP分層模型的四個協定層分别完畢下面的功能：
第一層:網絡接口層
包含用于協作IP資料在已有網絡媒體上傳輸的協定。
實際上TCP/IP标準并不定義與ISO資料鍊路層和實體層相相應的功能。相反。它定義像位址解析協定(Address Resolution Protocol,ARP)這種協定，提供TCP/IP協定的資料結構和實際實體硬體之間的接口。
第二層:網間層
相應于OSI七層參考模型的網絡層。本層包括IP協定、RIP協定(Routing Information Protocol，路由資訊協定)，負責資料的包裝、尋址和路由。同一時候還包括網間控制封包協定(Internet Control Message Protocol,ICMP)用來提供網絡診斷資訊。
第三層:傳輸層
相應于OSI七層參考模型的傳輸層，它提供兩種端到端的通信服務。
當中TCP協定(Transmission Control Protocol)提供可靠的資料流運輸服務，UDP協定(Use Datagram Protocol)提供不可靠的使用者資料報服務。
第四層:應用層
相應于OSI七層參考模型的應用層和表達層。網際網路的應用層協定包含Finger、Whois、FTP(檔案傳輸協定)、Gopher、HTTP(超文本傳輸協定)、Telent(遠端終端協定)、SMTP(簡單郵件傳送協定)、IRC(網際網路中繼會話)、NNTP（網絡新聞傳輸協定）等，這也是本書将要讨論的重點。