计算机网络的分层结构

三种最常见的计算机网络体系结构

• 不同类型的节点，实现的功能层次可能不一样。
• 分层的设计并不唯一，可根据实际需求增加或减少层次。
• 同一个功能可在不同层次中反复出现。

TCP/IP 模型事实上只有四层：

1. 网络接口层
2. IP 层
3. 传输层
4. 应用层

• 网络的体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合：有几层、每一层有哪些功能等。

TIP

体系结构是抽象的，而实现是具体的。

• 实体：第 n 层中的活动元素（软件 + 硬件）通常被称为第 n 层实体。不同机器上的同一层被称为对等层，同一层的实体称为对等实体。
• 网络协议：控制对等实体之间进行通信的规则的集合，是水平的。

• 接口：同一节点内相邻两层的实体交换信息的逻辑结构，又称为服务访问点。
• 服务：下层为紧邻的上层提供的功能调用，是垂直的。

协议的三要素

再回顾一遍：

TIP

协议是控制对等实体之间进行通信的规则的集合，是水平的。

协议由语法、语义和同步三部份组成：

1. 语法：数据与控制信息的格式。例如，协议控制信息（首部）占几个字节、每个字节是什么含意、协议的数据部份最多有多少字节。
2. 语义：需要发出什么种类的控制信息、完成哪种动作以及做出那种应答。如，协议中需要明确规定：发送方发送完数据后，接收方是否需要应答，以及应答的种类有哪些（如传输成功、传输失败）。
3. 同步/时序：通信双方执行各种操作的条件、时序关系等，即事件实现顺序的详细说明。例如：发送方发送完数据后，接收方需要立即应答，如果发送方在十秒内未收到传输成功应答，则会再次发送数据。

OSI 参考模型

“物联网叔会使用”

1. 物理层：实现相邻节点之间的比特（0 或 1）传输。
   1. 这种传输是有可能出错的，而且接收方无法发现这种错误。
2. 数据链路层：确保相邻节点之间的链路逻辑上无差错，以帧为单位。
   1. 差错控制：检错 + 纠错 + 重传。
   2. 流量控制：协调两个节点的速率。
3. 网络层：把分组从源节点转发到目的节点，以分组/数据报（Packet）为单位。
   1. 路由选择：构造并维护路由表，决定分组到目的节点的最佳路径。
   2. 分组转发：将分组从合适的端口转发出去。
   3. 拥塞控制：发现网络拥塞，采取措施缓解拥塞。
   4. 网际互联：实现异构网络互连。
   5. 其他：差错控制、流量控制、连接建立与释放、可靠传输管理（接收方需返回分组确认消息）等。
4. 传输层：实现端到端通信，即进程到进程的通信，“端”指“端口”。以报文段为单位。
   1. 复用和分用
   2. 其他：差错控制、流量控制、连接建立与释放、可靠传输管理（接收方需返回分组确认消息）等。

TCP/IP 模型

网络层“尽最大努力”交付数据，因此网络层的传输不可靠，可靠传输的任务交给传输层。