计算机网络体系结构[转载]

1、网络体系结构：为了完成计算机间的通信合作，把各个计算机互联的功能划分成定义明确的层次，规定了同层次进程通信的协议和相邻层之间的接口服务。这些层、同层进程通信的协议及相邻层接口统称为网络体系结构。网络协议三要素：语义、语法、规则。

2、开放系统互联参考模型（OSI/RM）：OSI模型最初是用来作为开发网络通信协议族的一个工业参考标准。通过严格遵守OSI模型，不同的网络技术之间可以轻易地实现互操作。七层模型（从下至上）：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。在网络数据通信的过程中，每一层完成一个特定的任务。当传输数据的时候，每一层接收到上面层格式化后的数据，对数据进行操作，然后把它传给下面的层。当接收数据的时候，每一层接收到下面层传过来的数据，对数据进行解包，然后把它传给上一层。从而实现对等层之间的逻辑通信。

OSI模型的一个关键概念是虚电路。OSI模型的网络中每一部分都不知道其上面层和下面层的行为和细节；它只是向上和向下传输数据。就模型的层次而言，每一层都有一虚电路直接连接目的主机上的对应层。就每一层而言，它的数据在目的层被解包的方式和被打包的方式是完全一样的。层不知道传输数据的实际细节；它们只知道数据是从周围层中传过来的。

OSI模型的有关术语：SDU服务数据单元（Service Data Unit)指的是第n层待传送和处理的数据单元。PDU协议数据单元（Protocol Data Unit）指的是同等层水平方向传送的数据单元。IDU接口数据单元（Interface Data Unit）指的是在相邻层接口间传送的数据单元，它是由SDU和一些控制信息组成。SAP服务访问点（Service Access Point）：相邻层间的服务是通过其接口界面上的服务访问点SAP进行的，n层SAP就是n+1层可以访问n层的地方。每个SAP都有一个唯一的地址号码。

3、OSI各层概述：

物理层：是OSI的最低层，是网络物理设备之间的接口，目的是在通信设备DTE/DCE之间提供透明的比特流传输。DTE数据终端设备指计算机网络中用于处理用户数据的设备，是计算机网络的数据信源和信宿。DCE数据电路端接设备：它介于DTE与网络中传输介质之间的设备。物理层提供的服务：a、物理连接。b、物理服务数据单元。c、顺序化：接收物理实体收到的比特顺序，与发送物理实体所发送的比特顺序相同。d、数据电路标识。

数据链路层：主要用途是为在相邻网络实体之间建立、维持和释放数据链路连接，以及传输数据链路服务数据单元。数据链路层的功能：a、数据链路连接的建立与释放。b、构成数据链路数据单元。c、数据链路连接的分裂。d、定界与同步。e、顺序和流量控制。f、差错的检测和恢复。数据链路层协议：面向字符的通信规程和面向比特的通信规程。高级数据链路控制规程HDLC是典型的面向比特的通信规程。

网络层：以数据链路层提供的无差错传输为基础，为实现源DCE和目标DCE之间的通信而建立、维持和终止网络连接，并通过网络连接交换网络服务数据单元。它主要解决数据传输单元分组在通信子网中的路由选择、拥塞控制问题以及多个网络互联的问题。网络层的功能：a、建立和拆除网络连接。b、路径选择和中继。c、网络连接多路复用。d、分段和组块。e、服务选择。f、传输和流量控制。网络层的服务：数据报服务和虚电路服务。路由选择算法的要求：正确性，简单性，健壮性，稳定性，公平性和最优化。

虚电路和数据报的比较
项 目 虚 电 路 数 据 报
目标地址 仅建立连接时需要 每个分组都需要
初始化设置 需要 不需要
分组顺序 由通信子网负责按序到达 不保证
差错控制 由通信子网负责 由主机负责
流量控制 通信子网提供 网络层不提供
连接的建立和释放 需要 不需要

传输层：是资源子网与通信子网的界面与桥梁，它完成资源子网中两结点间的逻辑通信，实现通信子网中端到端的透明传输。传输层的功能：a、映象传输地址到网络地址。b、多路复用与分割。c、传输连接的建立与释放。d、分段与重新组装。e、组块与分块。传输层协议分类：A类：网络连接具有可接受的差错率和可接受的故障通知率，A类服务是可靠的网络服务，一般指虚电路服务。C类：网络连接具有不可接受的差错率，C类的服务质量最差，提供数据报服务或无线电分组交换网均属此类。B类：网络连接具有可接受的差错率和不可接受的故障通知率，B类服务介于前二者之间，广域网多提供B类服务。

会话层：它利用传输层提供的端到端数据传输服务，具体实施服务请求者与服务提供者之间的通信，属于进程间通信范畴。会话层的功能：a、会话连接到传输连接的映射。b、数据传送。c、会话连接的恢复和释放。d、会话管理。e、令牌管理。f、活动管理。

表示层：目的是处理有关被传送数据的表示问题。对通信双方的计算机来说，一般有其自已的数据内部表示方式，表示层的任务是把发送方具有的内部格式结构编码为适合传输的位流，然后在目的端将其解码为所需的表示。表示层的功能：数据语法转换、语法表示、表示连接管理、数据加密和数据压缩。

应用层：它是OSI/RM的最高层，是直接面向用户的一层，是计算机网络与最终用户间的界面。目的是作为用户使用OSI功能的唯一窗口。从功能划分看，OSI的下面6层协议解决了支持网络服务功能所需的通信和表示问题，而应用层则提供完成特定网络服务功能所需的各种应用协议。应用进程借助于应用实体（AE）、使用协议和表示服务来交换信息。应用实体由一个用户元素UE和一些应用服务元素组成。UE是于用户有关的一组元素。

4、其他网络系统结构：

ARPA网的体系结构：是一个成功的分组交换网，是世界上最早的广域计算机网络。由主机、接口信件处理机IMP、终端接口处理机TIP组成。书上第139业图5.15中：虚线表示虚拟通信，实线表示实际通信。

NetWare网的体系结构：传输介质层、互联网层、传输层、应用层。（在NetWare网中要重点注意IPX协议、SPX协议。）

NT的体系结构：NT网络的基础是网络设备接口规范NDIS 4.0设备驱动程序。NDIS定义了一个数据链路层接口，使多网络层协议能在同一时间访问同一网卡。NT中的传输协议：NWlink:是与NetWare IPX/SPX兼容的通信协议，通过NT中提供的网关程序，能访问NetWare网络上的资源。TCP/IP：是目前最完整、最普遍接受的通信协议标准，它可让不同硬件结构、不同操作系统的计算机之间通信。NetBEUI：在小型网络上是最快、最有效的通信协议，但没有路由功能，在广域网上效率较低。DLC：数据链路控制协议，让NT计算机与大型计算机联网，或连接网络打印机、使用远程启动服务时必须安装的协议。