一、计算机就网络概述

概述

“网络”是一个统称，泛指把人或物互连在一起而形成的系统。

常见的三大网络：（按照终端区分）电信网络，有线电视网络，计算机网络

其中发展最快的并起到核心作用的是计算机网络。
三大网络的发展趋势是三网融合：电信网络和有线电视网络融合进入计算机网络。

计算机网络：
计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。

组成： 由一些通用的、可编程的硬件互连而成的。

通用的：这些硬件并非专门用来实现某一特定目的（例如，传送数据或视频信号）。
可编程的：为了能够用来传送多种不同类型的数据，并能支持广泛的和日益增长的应用。（“可编程”表明这种硬件一定包含CPU。）

特点

连通性 (Connectivity)：使上网用户之间都可以交换信息（数据，以及各种音频视频），好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。
注意，互联网具有虚拟的特点，无法准确知道对方是谁，也无法知道对方的位置。
共享性 (Sharing)：指资源共享。资源共享的含义是多方面的。可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享。
由于网络的存在，这些资源好像就在用户身边一样，方便使用。

计算机网络（网络）组成
计算机网络由若干节点（node） 和连接这些节点的链路（link） 组成。

互连网（internet）
有多个网络通过一些路由器相互连接起来，构成了一个覆盖范围更大的计算机网络。因此也称互连网为 “网络的网络”

两者如下图：

需要注意一点：
计算机可能包含在网络内，也可能包含在网络外。如下图
（习惯上与网络相连的计算机称为：主机（host））

上面总结一下就是：
网络是将许多计算机连接在一起。
互连网是将许多网络通过路由器连接在一起。

互联网

互联网，特指Internet。
起源于美国，是由数量极大的各种计算机网络互连起来而形成的一个互连网络。
它采用 TCP/IP 协议族作为通信规则，是一个覆盖全球、实现全球范围内连通性和资源共享的计算机网络。

互联网是目前技术最为成功、应用最为广泛的计算机网络

internet 和 Internet 的区别

标准化工作

基本概念：
标准的分类

法定标准 由权威机构制定的正式的、合法的标准（例如：OSI）

事实标准 某些公司的产品在竞争中占据了主流，时间长了，这些产品中的协议和技术就成了标准。（例如：TCP/IP）

RFC：互联网标准的形式（格式），所有互联网标准都以 RFC 的形式在互联网上发表。

互联网的标准化工作对互联网的发展起到了非常重要的作用。
成为互联网正式标准之前要经过三个阶段：（现在简化为二个阶段：建议标准，互联网标准。）

互联网草案 (Internet Draft) ——有效期只有六个月。在这个阶段还不是 RFC 文档。
建议标准 (Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为 RFC 文档。
互联网标准 (Internet Standard) ——达到正式标准后，每个标准就分配到一个编号 STD xxxx。一个标准可以和多个 RFC 文档关联。

除了建议标准和互联网标准这两种 RFC 文档外，还有三种 RFC 文档：历史的、实验的和提供信息的 RFC 文档。

互联网基础结构发展

互联网基础结构发展分为：三个阶段

第一阶段：从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。
此时由美国国防部投资。

1983 年，TCP/IP 协议成为 ARPANET 上的标准协议，使得所有使用 TCP/IP 协议的计算机都能利用互连网相互通信。
人们把 1983 年作为互联网的诞生时间。
1990年，ARPANET 正式宣布关闭。

第二阶段：建成了三级结构的互联网。
此时由美国国家科学基金会投资。
它是一个三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网（或企业网）。

此时许多公司开始接入互联网，互联网通信量增大。
同时主干网经营权开始向私人公司经营过度，开始对接入互联网收费。

第三阶段：逐渐形成了多层次 ISP 结构的互联网。
此时商用的互联网主干网逐渐代替政府机构运营的主干网。
因此出现了互联网服务提供商（者） ISP (Internet Service Provider)。 （例如中国移动等等）。
ISP向互联网管理机构申请巨量IP地址。
任何机构和个人只要向某个 ISP 交纳规定的费用，就可从该 ISP 获取所需 IP 地址的使用权，并可通过该 ISP 接入到互联网。

根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的IP地址数目的不同，ISP 也分成为不同层次的 ISP：

主干 ISP：主干ISP之间彼此互通。
（我国无主干ISP）
地区 ISP：可以通过一个或多个主干ISP连接起来。
（中国联通等）
本地 ISP：可以连接地区ISP，也可以连接主干ISP。
（某个城市的电信公司等）

为了减少主干ISP压力，提高效率，又发明了：互联网交换点IXP：
IXP主要作用就是允许两个ISP网络直接相连，并交换分组，不需要第三个网络来转发分组。
也就是说: 任何两个ISP之间都可以连通，例如：地区ISP也可以做到彼此互通。

内容提供者： 向互联网上所有用户提供内容的公司。
因为视频文件的需要的流量巨大，为了提高效率，视频内容提供者都有独立于互联网的专门网络，并且能和各级ISP 和IXP相连。
注意：
内容提供者的网络仅用于出入该公司的服务器的流量，不向用户提供互联网转接服务。不属于ISP。

补充： 当前互联网最主要的流量是视频文件的传送。

互联网的组成

从互联网的工作方式上看，可以划分为两大块：
边缘部分： 由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。
处在互联网边缘的部分就是连接在互联网上的所有的主机。这些主机又称为端系统 (end system)。

核心部分： 由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。

边缘部分

边缘部分： 由所有连接在互联网上的主机组成，是用户直接使用的。
用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。

处在互联网边缘的部分就是连接在互联网上的所有的主机。这些主机又称为端系统 (end system)。

注意： 端系统在功能上可能有很大的差别：
小的端系统可以是智能手机，甚至是网络摄像头。大的端系统则可以是一台非常昂贵的大型计算机。

端系统之间通信的含义： “主机 A 和主机 B 进行通信”实际上是指：“运行在主机 A 上的某个程序和运行在主机 B 上的另一个程序进行通信”。
即“主机 A 的某个进程和主机 B 上的另一个进程进行通信”。简称为“计算机之间通信”。

端系统之间的两种通信方式

1. 客户-服务器方式（C/S方式）

即 Client/Server 方式，简称为 C/S 方式。
客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。
服务请求方和服务提供方都要使用网络核心部分所提供的服务。

客户软件的特点

被用户调用后运行，在打算通信时主动向远地服务器发起通信（请求服务）。
因此，客户程序必须知道服务器程序的地址。
不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。

服务器软件的特点

一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。
系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。
因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址。
一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。

注意：
客户与服务器的通信关系建立后，通信可以是双向的，客户和服务器都可发送和接收数据。

2. 对等方式（P2P方式）

对等连接 (peer-to-peer，简写为 P2P ) 是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。

工作方式：
只要两个主机都运行了对等连接软件 ( P2P 软件) ，它们就可以进行平等的、对等连接通信。
双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。

特点：

对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又是服务器。
对等连接工作方式可支持大量对等用户（如上百万个）同时工作。

核心部分

网络核心部分是互联网中最复杂的部分。
其要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一个主机都能够向其他主机通信（即传送或接收各种形式的数据）。

分组转发是网络核心部分最重要的功能。
在网络核心部分起特殊作用的是路由器 (router)，是实现分组交换 (packet switching) 的关键构件。

交换就是指通过某些交换中心将数据进行集中和传送。

从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。

为什么需要数据交换？

对于网络的核心部分如果不进行数据交换，为了连接n个主机，就需要\(C{^2}{_n}\)条链路；而使用数据交换只需要n条链路。大大节省了通信的链路。

典型交换技术包括： 1.电路交换（传统电话）；2.分组交换；3.报文交换等。
注：互联网的核心部分采用了分组交换技术。

电路交换

电路交换 (circuit switching)常用于电信网络

工作原理：

在数据传输期间，结点与目的结点之间有一条由中间结点构成的专用物理线路连接，在数据传输结束之前，这条线路一直保持。

电路交换的三个阶段：

建立连接：建立一条专用的物理通路，以保证双方通话时所需的通信资源在通信时不会被其他用户占用；
通信：主叫和被叫双方就能互相通电话；
释放连接：释放刚才使用的这条专用的物理通路（释放刚才占用的所有通信资源）。

特点：建立连接，独占资源。
优点:

通信时延小
有序传输
没有冲突
实时性强

缺点:

建立连接时间长
线路独占,使用效率低
灵活性差
无差错控制能力

计算机数据具有突发性。
这导致在传送计算机数据时，通信线路的利用率很低（用来传送数据的时间往往不到 10% 甚至不到 1% ）。
因此电路交换不适合计算机数据。

报文交换

报文(message)：是网络中交换与传输的数据单元，即站点一次性要发送的数据块。
报文包含了将要发送的完整的数据信息,其长短很不一致,长度不限且可变。

工作原理:

在两个站点之间无需建立一条专用通路，其数据传输的单位是报文，传送过程采用存储转发方式。

工作过程：

每个节点收下整个报文后，暂存报文并检查有无错误。
当所需要的输出电路空闲时, 利用路由信息找到下一个结点地址，传送给下一个结点。

注：在两个通信用户间的其他线路段,可传输其他用户的报文,不像电路交换那样必须占用端到端的全部信道。

优点/特点

无需建立连接,无建立连接时延,用户可随时发送报文。
动态分配线路。
动态选择报文通过的最佳路径，可以平滑通信量。
提高线路可靠性。
某条传输路径发生故障，可重新选择另一条路径传输。
提高线路利用率。
通信双方在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通道,多个报文可共享信道。
提供多目标服务：一个报文可同时发往多个目的地址。
在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态。
便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信。

缺点

实时性差。
不适合传送实时或交互式业务的数据。数据进入交换结点后要经历存储转发过程,从而引起转发时延。
只适用于数字信号。
由于报文长度没有限制,而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文，当输出线路不空闲时,还可能要存储几个完整报文等待转发,要求网络中每个结点有较大的缓冲区。
为了降低成本,减少结点的缓冲存储器的容量,有时要把等待转发的报文存在磁盘上, 进一步增加了传送时延。

分组交换

分组(packet)：大多数计算机网络都不能连续地传送任意长的数据,所以实际上网络系统把数据分割成小块,然后逐块地发送,这种小块就称作分组(packet) 。

组成： 首部和数据两部分

每一个分组的首部都含有地址（诸如目的地址和源地址）等控制信息。

工作原理：

分组交换与报文交换的工作方式基本相同，都采用存储转发方式。
形式上的主要差别在于：分组交换网中要限制所传输的数据单位的长度,一般选128B。

工作过程：

发送节点首先对从终端设备送来的数据报文进行接收、存储,
而后将报文划分成一定长度的分组，并以分组为单位进行传输和交换。
接收结点将收到的分组组装成信息或报文。

注：每个分组在互联网中独立地选择传输路径。

分组交换的主要特点

逐段占用
分组交换则采用存储转发技术。
在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。

优点

高效：无建立时延，在分组传输的过程中动态分配传输带宽；对通信链路是逐段占用，多个分组可共享信道。
灵活：为每一个分组独立地选择最合适的转发路由。
迅速：以分组作为传送单位，可以不先建立连接就能向其他主机发送分组。
可靠：保证可靠性的网络协议；分布式多路由的分组交换网，使网络有很好的生存性。
简化了存储管理。因为分组的长度固定,相应的缓冲区的大小也固定。

缺点

排队延迟：分组在各结点存储转发时需要排队
不保证带宽：动态分配
增加开销：分组必须增加的首部；路由器要暂存分组，维护转发表等

分组短小，分组转发灵活高效、迅速可靠，适用于计算机之间突发式数据通信。

路由器

是实现分组交换 (packet switching) 的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。

路由器 自动运行的，完成分发和的工具。

在路由器中的输入和输出端口之间没有直接连线。
路由器处理分组的过程是：

把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；
查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；
把分组送到适当的端口转发出去。

主机和路由器的作用不同

主机是为用户进行信息处理的，并向网络发送分组，从网络接收分组。
路由器对分组进行存储转发，最后把分组交付目的主机。

三种比较

若要连续传送大量的数据，且其传送时间远大于连接建立时间，则电路交换的传输速率较快。
报文交换和分组交换不需要预先分配传输带宽，在传送突发数据时可提高整个网络的信道利用率。
由于一个分组的长度往往远小于整个报文的长度，因此分组交换比报文交换的时延小，同时也具有更好的灵活性。

总结：

报文交换和分组交换都采用存储转发。
传送数据量大,且传送时间远大于呼叫时,选择电路交换。电路交换传输时延最小。
从信道利用率看,报文交换和分组交换优于电路交换,其中分组交换时延更小。

计算机网络的分类

计算机网络有多种类别。典型包括：
（1）按分布范围分

广域网WAN：远程网，几十到几千公里。广域网是互联网的核心部分，任务是通过长距离运送主机所发送的数据。（交换技术）
城域网MAN：一个城市，5到50km。
局域网LAN：1km左右，如校园网和企业网，多个互连的局域网。（广播技术）
个人区域网PAN：10m左右，把个人电子设备用无线方式互连，热点。

注意： 若中央处理机之间距离非常近（如1米的数量级甚至更小），则一般就称之为多处理机系统而不称它为计算机网络。

（2）按使用者分

公用网 (public network) ：按规定交纳费用的人都可以使用的网络。因此也可称为公众网。（联通、移动）
专用网 (private network)：为特殊业务工作的需要而建造的网络。（需要有权限，军队网、银行网）

（3）按交换技术分

电路交换
报文交换
分组交换

（5）按传输技术分

广播式网络：所有的主机共享公共通信信道，如有一台主机发送信息，其他主机均可收到，主机检查是否传输给自己，是就收下信息
点对点网络：一对一，使用分组存储转发和路由选择机制

计算机网络的性能指标

计算机网络的性能一般是指它的几个重要的性能指标，主要包括：

速率、带宽、吞吐率、时延、时延带宽积、往返时间 RTT、利用率

速率、带宽、吞吐率

1. 速率/比特率/数据率/数据传输率
即：(连接在计算机网络上的)主机在数字信道上传送数据位数/比特的速率，单位是：b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s，Tn/s

注意： 速率往往是指额定速率或标称速率，非实际运行速率。

比特：一个比特就是二进制数字中的一个 1 或 0。在计算机中发出的信号都是以数字的形式，比特计算机发送数据量的单位，一个比特一个比特进入信道。（1/0 单位：位）

注意容量上的比特和速度上的比特不同
存储容量： 1 Byte（字节）=8bit（比特）

2. 带宽
即：网络设备所支持的最高速度，也是发送端发出的速度，不影响传播速率。

（1）“带宽” 原本是指某个信号具有的频带宽度，即最高频率与最低频率之差，单位是赫兹（Hz）
（2）计算机网络中，带宽用来表示网络的通信线路传送数据的能力，通常是指单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。单位是“比特每秒”。

注意： 带宽指的是发送时的最高速率。

3. 吞吐量
表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。单位b/s、kb/s，Mb/s 等。

注意： 吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制

时延时延带宽积往返时间RTT 利用率

1. 时延/延迟/迟延
指数据（报文/分组/比特流）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。单位为s。
由以下几个不同的部分组成：发送时延、传播时延、处理时延、排队时延。

（1）发送时延（传输时延）：发送数据时，数据帧从结点进入到传输媒体所需要的时间。
也就是从发送分组的第一个比特算起，到该分组的最后一个比特发送完毕所需的时间。发生在主机内部。（高速）
\(发送时延 = \frac{ 数据长度^{[1]} }{信道宽度（发送速率）}\)[1] 数据长度：数据有多少比特
（2）传播时延：电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。
取决于电磁波传播速度和链路长度，发生在机器外面，信道上。
\(传播时延 = \frac{信道长度^{[2]}}{电磁波在信道上的传播速率}\)[2] 信道长度：链路长度
（3）排队时延：数据在路由器输入/出时，排队等待处理所经历的时延。
排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。
（4）处理时延：主机或路由器在收到分组时，为处理分组（例如分析首部、提取数据、差错检验或查找路由）所花费的时间。

注意：高速网络链路：是指提高链路带宽，数据的发送速率。因此只减小了数据的发送时延。（不提高比特在链路上的传播速率。）

2. 时延带宽积/以比特为单位的链路长度
\(延带宽积(bit) = 传播时延(s) \times 带宽(b/s)\)
是一种容量的概念，指“某段链路现在有多少比特”。

3. 往返时延RTT
从发送方发送数据开始，到发送方收到接收方的确认（接收方收到数据后立即发送确认），总共经历的时延。
RTT包括两部分：

往返传播时延=传播时延*2
末端处理时间（各中间结点的处理时延、排队时延以及转发数据时的发送时延）

RTT越大，在收到确认之前，可以发送的数据越多

4. 利用率
分为信道利用率和网络利用率。

信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。
完全空闲的信道的利用率是零。
网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。

注意： 信道利用率并非越高越好。当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也就迅速增加。

计算机网络的体系结构

计算机网络体系结构简称网络体系结构，是分层结构。

现在常见的分层结构：

7层 OSI参考模型（法定标准）
4层 TCP/IP参考模型（事实标准）
5层计算机网络分层结构（学习使用）

为什么分层？
计算机网络是个非常复杂的系统。相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而这种“协调”是相当复杂的。
“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。

怎么分层？ 分层的基本原则

各层之间相互独立,每层只实现一种相对独立的功能。
每层之间界面自然清晰,易于理解,相互交流尽可能少。
结构上可分割开。每层都采用最合适的技术来实现。
保持下层对上层的独立性,上层单向使用下层提供的服务。
整个分层结构应该能促进标准化工作。

注意：

体系结构是抽象的,而实现是指能运行的一些软件和硬件。
网络体系结构是从功能上描述计算机网络结构。

开放系统互连参考模型 OSI/RM

1974 年，美国的 IBM 公司宣布了系统网络体系结构SNA (System Network Architecture)。这个著名的网络标准就是按照分层的方法制定的。
不久后，其他一些公司也相继推出自己公司的具有不同名称的体系结构。
由于网络体系结构的不同，不同公司的设备很难互相连通。

为了使不同体系结构的计算机网络都能互连，国际标准化组织 ISO 于 1977 年成立了专门机构研究该问题。他们提出了一个试图使各种计算机在世界范围内互连成网的标准框架。

即著名的 开放系统互连基本参考模型 OSI/RM (Open Systems Interconnection Reference Model)，简称为 OSI。

只要遵循 OSI 标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。

OSI的分层整体上分为 资源子网和通信子网，具体由以下七层：物联网淑慧试用

物理层（Physical）、数据链路层（Data Link）、网络层（Network）
传输层（Transport）、会话层（Session）、表示层（Presentation）、应用层（Application）

注意： 非国际标准 TCP/IP 获得了最广泛的应用，是事实上的国际标准。
法律上的国际标准 OSI 并没有得到市场的认可，只获得了一些理论研究的成果。市场化方面是失败的。失败原因包括：

OSI 的专家们在完成 OSI 标准时没有商业驱动力；
OSI 的协议实现起来过分复杂，且运行效率很低；
OSI 标准的制定周期太长，因而使得按 OSI 标准生产的设备无法及时进入市场；
OSI 的层次划分也不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。

实体、协议、接口、服务

学习具体分层结构前先学习几个概念。

实体: 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
计算机网络中第n层中的活动元素称为n层实体。同一层的实体叫对等实体。

协议：为网络中的对等实体数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议。
协议有以下组成要素：

语法：数据与控制信息的结构或格式。
语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。
同步：事件实现顺序的详细说明。

协议有两种形式：文字描述和程序代码
两种形式的协议都能够对网络上信息交换过程做出精确的解释。

服务：相邻的两层实体，下层实体为相邻上层提供的功能调用。

注意： 第n层在向n+1层提供服务时，此服务不仅包含第n层本身的功能,还包含由下层服务提供的功能。

接口：相邻的两层实体，上层使用下层服务的入口。

注意：仅仅在相邻层间有接口,且所提供服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽。

总结：上层 “实体” 按照 “协议”，通过“接口”调用下层实体提供的“服务”。因此计算机网络体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合。

协议和服务在概念上是不一样的
协议的实现保证了能够向上一层提供服务。
本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。即下面的协议对上面的服务用户是透明的。

协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。
服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。

PDU、SAP、SDU

PDU: OSI 参考模型把对等层次之间传送的数据单位称为该层的协议数据单元 PDU (Protocol Data Unit)。

服务访问点 SAP (Service Access Point)：同一系统相邻两层的实体进行交互的地方。

服务访问点SAP是一个抽象的概念，它实际上就是一个逻辑接口。

服务数据单元 SDU (Service Data Unit)：层与层之间交换的数据的单位。

注意： SDU 可以与 PDU 不一样。
可以是多个 SDU 合成为一个 PDU，也可以是一个 SDU 划分为几个 PDU。

具有五层协议的体系结构

OSI 的七层协议体系结构的概念清楚，理论也较完整，但它既复杂又不实用。
TCP/IP 是四层体系结构在最下面的网络接口层并没有具体内容。

因此往往采取折中的办法，即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种只有五层协议的体系结构。

各个层次的主要功能

应用层：支持各种网络应用(FTP、SMTP、HTTP)
传输层：负责 进程-进程 的端到端的数据传输（TCP,UDP）
网络层：源主机-目的主机 的数据分组路由与转发 IP,ICMP,OSPF等
数据链路层：把网络层传下来的数据报组装成帧（Ethernet、PPP）
物理层：主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输。
透明传输:指不管所传数据是什么样的比特组合,都应当能够在链路上传送。

典型应用层服务
文件传输（FTP）、电子邮件（SMTP）、万维网（HTTP）···

传输层的主要功能：（可差的也能留？用？）

可靠传输、不可靠传输
差错控制
流量控制（控制发送方速度）
复用分用
复用：多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务。（同时发送报文加入端口号）
分用：运输层把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程。（同时接收报文分析端口号）

网络层的主要功能：

路由选择最佳路径
差错控制
流量控制（控制发送方速度）
拥塞控制：若所有结点都来不及接受分组，而要丢弃大量分组的话，网络就处于拥塞状态。因此要采取一定措施，缓解这种拥塞。

数据链路层的主要功能：

成桢：（定义桢的开始和结束）
差错控制：桢错+位错
流量控制：（控制发送方速度）
访问（接入）控制：控制对信道的访问

物理层的主要功能：

定义接口特性
定义传输模式（单工、半双工、双工）
定义传输速率
比特同步
比特编码

通信过程

对于5层结构，主机 1 向主机 2 发送数据，过程如下：

应用进程数据先传送到应用层。加上应用层首部，成为应用层 PDU
应用层 PDU 再传送到运输层。加上运输层首部，成为运输层报文
运输层报文再传送到网络层。加上网络层首部，成为 IP 数据报（或分组）
IP 数据报再传送到数据链路层。加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧
数据链路层帧再传送到物理层。最下面的物理层把比特流传送到物理媒体

电信号（或光信号）在物理媒体中传播。从发送端物理层传送到接收端物理层

物理层接收到比特流，上交给数据链路层
数据链路层剥去帧首部和帧尾部；取出数据部分，上交给网络层
网络层剥去首部，取出数据部分上交给运输层
运输层剥去首部，取出数据部分上交给应用层
应用层剥去首部，取出应用程序数据上交给应用进程

TCP/IP 的体系结构

TCP/IP 是四层体系结构

注意：路由器在转发分组时最高只用到网际层而没有使用运输层和应用层。

实际上，现在的互联网使用的 TCP/IP 体系结构有时已经发生了演变，即某些应用程序可以直接使用 IP 层，或甚至直接使用最下面的网络接口层。

posted @ 2022-08-22 17:11 kingwzun 阅读(320) 评论(0) 编辑收藏举报

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