week8-1 第3章计算机网络体系结构-五层网络结构.网络层 3

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计算机网络体系结构

计算机网络体系结构计算机网络体系结构是指将计算机网络划分为不同的层级，并在每个层级中定义特定的功能和协议。

这种分层结构有助于网络的设计、维护和扩展。

在计算机网络体系结构中，常用的是OSI参考模型和TCP/IP参考模型。

下面是TCP/IP参考模型的五层结构：1. 物理层：该层负责物理传输介质的传输，例如光纤、电缆等。

它定义了连接计算机所需的硬件细节，以及数据的电压、信号速率等特性。

在此层上，数据以比特流的形式传输。

2. 数据链路层：该层负责将原始的比特流转换为有意义的数据帧，并提供传输信道的错误检测和纠正。

它通常有两个子层：逻辑链路控制子层和介质访问控制子层。

3. 网络层：该层负责在计算机网络中进行数据包的路由和转发。

它使用IP地址来标识不同的网络设备，并为数据包选择合适的路径。

在此层上，数据被划分为小块，并加上源和目的地的网络地址信息。

4. 传输层：该层负责在源和目的地之间提供可靠的数据传输。

它使用TCP和UDP协议来实现数据的分段和重新组装，以及连接的建立和终止。

在此层上，数据被划分为报文段，每个报文段都有序号和检验和。

5. 应用层：该层提供应用程序访问网络的接口，并为各种网络应用提供服务。

它包括HTTP、FTP、SMTP等协议，用于实现Web浏览、文件传输、电子邮件等常见的应用功能。

这种分层结构的优点在于，每个层级的功能和协议都相对独立，可以由不同的厂商和团队进行独立开发和测试。

同时，各层之间的接口规范也使得不同厂商的设备能够互相兼容和交互操作。

此外，通过将网络分解为多个层级，可以更好地进行网络故障诊断和故障隔离，提高网络的可靠性和可扩展性。

总之，计算机网络体系结构的分层设计为网络的建设、管理和维护提供了一种有效的方法。

它不仅可以提供高效的数据传输和服务提供，同时也为网络的安全性和可靠性提供了保障。

计算机网络体系结构的分层设计是网络通信的基础。

通过将网络的各个功能划分为不同的层级，可以使得不同的网络设备和应用程序可以按照规定的协议进行交互，实现信息的传输和交换。

第3章计算机网络体系结构 ppt课件

▪ 使系统的结构清晰，实现、调试和维护变得简单和容易。 ▪ 使设计人员能专心设计和开发所关心的功能模块。
ppt课件
13
三、基本概念
(1)实体：任何可以发送或接收信息的硬件/软件进程。图
例
(2)协议：通信双方在通信中必须遵守的规则。
(3)对等层：两个不同系统的同级层次。
(4)对等实体：分别位于不同系统对等层中的两个实体
第n+1层是第n层的服务用户，第n-1层是第n层的服务提供者第n层的服务也依赖于第n-1层以及以下各层的服务
▪ 例：邮政通信
ppt课件
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对等通信例：两个人收发信件
发信人信件内容邮局邮件地址
运输系统货物地址
对信件内容的共识
P3
对信件如何传递的共识
P2
对货物如何运输的共识
P1
信件内容邮件地址货物地址
▪ 不同的通信介质——有线、无线等 ▪ 不同种类的设备——主机、路由器、交换机、复用
设备等
▪ 不同的操作系统——UNIX、Windows等 ▪ 不同的软/硬件、接口和通信约定（协议） ▪ 不同的应用环境——固定、移动等… ▪ 不同种类业务——分时、交互、实时等 ▪ 宝贵的投资和积累——有形、无形等 ▪ 用户业务的延续性——不允许出现大的跌宕起伏
▪ PDU由协议控制信息（协议头）和数据（SDU）组成:
协议控制信息
数据（SDU）
▪ 协议头部中含有完成数据传输所需的控制信息:
• 地址、序号、长度、分段标志pp、t课件差错控制信息……
27
▪ 下层把上层的PDU作为本层的数据加以封装，然后加入本层的协议头部（和尾部）形成本层的PDU。
• 封装：就是在数据前面加上特定的协议头部。

五层原理体系结构

五层原理体系结构第一层：物理层（Physical Layer）物理层是网络的最底层，它主要负责数据的传输和接收。

在物理层中，传输的数据是以比特（bit）为单位传输的，比特是最小的数字量，它代表了0或1两种状态。

物理层的主要任务是将比特转化为数据信号，并通过物理媒介传到下一层，例如使用光纤、铜缆等。

物理层的标准化使不同厂商的网络设备可以相互通信。

第二层：数据链路层（Data Link Layer）数据链路层是负责将已经传输的物理层数据，转化成适合传输的数据帧，并将其传输到下一层。

该层还能够纠错，保证数据的完整性和可靠性。

数据链路层还规定了一个严格的协议，以控制网络访问、数据包的发送顺序和错误纠正。

第三层：网络层（Network Layer）网络层是实现目标地址到源地址的路由、选路等功能的层次。

该层利用路由协议学习路由表信息，传输控制数据包的流向，同时进行差错控制和流量控制。

路由器就是运行在网络层的设备，它可以通过将数据包从一条链路传递到另一条链路，实现站点之间的连通。

传输层主要负责数据的传输控制，包括数据的分段、发包、重传等。

当数据在传输过程中出现错误，传输层会进行差错控制和恢复，保证数据完整性和可靠性。

传输层协议常见的有TCP、UDP等。

应用层是最高层，也是最接近用户的层次。

该层负责网络应用程序的编程接口，例如Web浏览器、电子邮件客户端等。

应用层通过应用程序协议，与另一台计算机上运行的应用程序进行通信。

常见的应用层协议有HTTP、SMTP、FTP等，它们规定了如何处理和传输数据。

总结五层原理体系结构是将计算机网络分成五个互相衔接的层次结构，每个层次完成特定的功能，实现了设备和网络之间的互操作性、互联性和可扩展性。

每一层都有对应的协议来进行规范化，因此任何厂商的设备都可以遵循同样的标准进行通信。

该体系结构是目前计算机网络中最常用的标准架构，有助于不同厂商之间的互操作性和兼容性。

除了上述五层原理体系结构之外，还存在其他体系结构，比如七层体系结构。

2计算机网络的体系结构

上无结构的比特流的传输规则。在物理层传送的数据单位
是比特。
涉及到通信在信道上传输的原始比特流。设计上必须保证一
方发出二进制“1”时，另一方收到的也是“1”而不是“0”。
这里的典型问题是用多少伏特电压表示“1”，多少伏特电压表示“0”；一个比特持续多少微秒；传输是否在两个方向上同时进行；最初的物理连接如何建立和完成通信后连接如何终止；网络接插件有多少针以及各针的用途。这里的设计主
信接口允许数据在设备之间交换。
（4）IEEE：电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers） IEEE设置了电子工业标准，IEEE分成一些标准组织（或工作组），每个工作组负责标准的一个领域，工作组802设置了网络设备和如何彼此通信的标准。（5）ISO：国际标准化组织（International Standard Organization） ISO开发了开放系统（OSI，Open System Interconnection）网络结构模型，模型定义了用于网络结构的七个数据处理层。网络结构是在发送设备和接收设备间进行数据传输的一种组织方案。
tcp数据链路层物理层运输层网络层数据链路层物理层运输层网络层服务器接受连接建立请求应用层应用层因特网客户客户服务器服务器以后就逐级使用下层提供的服务使用tcpip数据链路层物理层运输层网络层应用层计算机数据链路层物理层运输层网络层应用层计算机数据链路层物理层运输层网络层应用层计算机
1.5
计算机网络的体系结构
OSI参考模型，并记为OSI/RM，有时简称为 OSI。我国相应的国家标
准是GB 9398。
开放：其含义为只要遵循OSI标准，一个系统就可以和

计算机网络各章节总结

计算机网络各章节总结
计算机网络各章节总结思维导图（物理层、数据链路层、网络层、传输层）_编程设计_IT干货网
物理层：
物理层是计算机网络的最底层，主要负责将数字信号转换为物理信号，以便在物理媒介上传输。

物理层的主要任务包括：数据的传输、数据的编码、数据的调制和解调、数据的传输介质等。

数据链路层：
数据链路层是计算机网络的第二层，主要负责将物理层传输的比特流转换为数据帧，并在相邻节点之间传输。

数据链路层的主要任务包括：数据的分组和组装、差错检测和纠正、流量控制和访问控制等。

网络层：
网络层是计算机网络的第三层，主要负责将数据链路层传输的数据帧转换为数据包，并在不同网络之间进行路由选择。

网络层的主要任务包括：数据的分组和组装、差错检测和纠正、路由选择和转发等。

传输层：
传输层是计算机网络的第四层，主要负责在端到端的通信中提供可靠的数据传输服务。

传输层的主要任务包括：数据的分段和组装、差错检测和纠正、流量控制和拥塞控制等。

总体来说，计算机网络的各层之间相互协作，共同完成数据的传输和处理。

物理层负责将数字信号转换为物理信号，数据链路层负责将物理层传输的比特流转换为数据帧并进行差错检测和流量控制，网络层负责将数据链路层传输的数据包进行路由选择和转发，传输层负责在端到端的通信中提供可靠的数据传输服务。

《计算机网络》五层协议体系结构

《计算机⽹络》五层协议体系结构五层协议体系结构（1）应⽤层（application layer）应⽤层是体系结构中的最⾼层。

应⽤层的任务是通过应⽤进程间的交互来完成特定⽹络应⽤。

应⽤层协议定义的是应⽤进程间通信和交互的规则。

进程（process）就是指主机中正在运⾏的程序。

我们将应⽤层交互的数据单元称为报⽂（message）。

（2）运输层（transport layer）运输层的任务是负责向两个主机中进程之间的通信提供通⽤的数据传输服务。

运输层主要使⽤以下两种协议：传输控制协议TCP（Transmission Control Protocol）——提供⾯向连接的、可靠的数据传输服务。

其数据传输的单位是报⽂段（segment）。

⽤户数据报协议UDP（User Datagram Protocol）——提供⽆连接的、尽最⼤努⼒的数据传输服务（不保证数据传输的可靠性），其数据传输的单位是⽤户数据报。

（3）⽹络层（network layer）⽹络层负责为分组交换⽹上的不同主机提供通信服务。

在发送数据时，⽹络层把运输层产⽣的报⽂段或⽤户数据报封装成分组或包进⾏传送。

⽹络层的另⼀个任务就是选择合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组能够通过⽹络中的路由器找到⽬的主机。

（4）数据链路层（data link layer）简称链路层。

两台主机之间的数据传输，总是在⼀段⼀段的链路上传送的，这就需要使⽤专门的链路层协议。

在两个相邻节点之间传送数据时，数据链路层将⽹络层叫下来的IP数据报组装成帧（framing），在两个相邻结点的链路上传送帧（frame）。

每⼀帧包括数据和必要的控制信息（如同步信息，地址信息，差错控制等）。

（5）物理层（physical layer）在物理层上所传数据的单位是⽐特。

⽬标是实现数据链路层中的帧和传输介质之间的⽐特流转化。

物理层要考虑⽤多⼤的电压代表“1”或“0”，以及接收⽅如何识别出发送⽅所发送的⽐特。

计算机网络五层协议

计算机网络五层协议计算机网络五层协议是指OSI（Open System Interconnection）参考模型中的五层协议体系结构，它包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。

这五层协议分别负责不同的功能，通过协同工作来实现计算机之间的通信和数据传输。

首先，物理层是计算机网络的最底层，它负责传输比特流，将数字数据转换为电信号，通过物理介质传输到目的地。

物理层的主要设备包括网卡、集线器、中继器等，它们能够将数据转换为电信号并在网络中传输。

其次，数据链路层负责在物理介质上传输数据帧，通过物理地址来寻址和传输数据。

数据链路层的主要设备包括交换机、网桥等，它们能够通过MAC地址来实现局域网内的数据传输。

接下来是网络层，它负责在不同网络之间传输数据包，通过IP地址来寻址和路由数据。

网络层的主要设备包括路由器，它能够实现不同网络之间的数据传输和转发。

然后是传输层，它负责端到端的数据传输，通过端口号来寻址和传输数据。

传输层的主要协议包括TCP（Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol），它们能够实现可靠的数据传输和无连接的数据传输。

最后是应用层，它负责为用户提供各种网络应用服务，通过应用层协议来实现不同的网络应用。

应用层的主要协议包括HTTP（HyperText Transfer Protocol）、FTP（File Transfer Protocol）、SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）等，它们能够实现Web浏览、文件传输、电子邮件等网络应用。

总的来说，计算机网络五层协议通过分层的方式将网络通信和数据传输的功能进行了划分，使得不同层次的协议能够相互配合、独立发展。

这种分层的设计使得网络协议更加清晰、灵活和易于扩展，为计算机网络的发展和应用提供了坚实的基础。

计算机网络五层协议的体系结构

服务访问点
• 同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点 SAP (Service Access Point)。
• 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。
• OSI把层与层之间交换的数据的单位称为服务数据单元 SDU (Service Data Unit)。
• SDU 可以与 PDU 不一样，例如，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。
AP2 5
4 3 2 1
主机 1 向主机 2 发送数据
主机 1
AP1 5 4 3 2 1
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
主机 2
AP2 5 4 3 2 1
主机 1 向主机 2 发送数据
主机 1
AP1 5 4 3 2 1
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
主机 1 向主机 2 发送数据
主机 1
AP1 5 4 3 2 1
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
主机 2
AP2 5
4 3 2 1
主机 1 向主机 2 发送数据
主机 1
AP1 5 4 3 2 1
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）
主机 2
链路层尾部
主机 2
AP2 5
4 3
2
H2
H3
H4
H5
应用程序数据
T2
2
1
10100110100101 比特流 110101110101
1
主机 1 向主机 2 发送数据

计算机网络五层模型

计算机网络五层模型计算机网络五层模型是计算机网络的基础，也是网络应用的核心。

它将计算机网络的连接、传输、通信等功能划分为五层，有助于更好地管理和维护网络，促进网络的发展。

本文将讨论计算机网络五层模型的历史发展和每层的概念以及它们如何与网络应用相关联。

计算机网络五层模型的概念源于国际标准化组织（ISO）的开发，归功于它的OSI参考模型，该模型将计算机网络的连接、传输、通信等功能划分为七层，以配合它的参考模型。

1995年，Internet工程任务组（IETF）以五层模型取代OSI模型，被称为TCP / IP（传输控制协议/Internet协议）。

自那以后，计算机网络五层模型就成为计算机网络的基础，用于管理和维护网络，以及支持网络应用。

计算机网络五层模型包括应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。

应用层提供应用服务，比如电子邮件、文件传输、网络管理和网站管理等；传输层通过可靠的数据流传输来传输数据，比如TCP协议和UDP协议；网络层主要用于路由技术，比如IP协议；数据链路层用于在发送端和接收端之间建立通信链路，比如以太网；最后，物理层协调物理装置的连接，比如网线。

这些层次的服务和协议可以帮助用户完成网络活动，比如在Web浏览器中浏览网页、发送电子邮件等。

RFC792和RFC793也定义了第五层的Internet控制协议（ICMP），该协议主要用于网络测试、故障检测以及报告网络异常。

ICMP协议通过在IP datagram中嵌入消息以测试网络状态，比如ping命令用于测试两台计算机之间的网络状态。

计算机网络五层模型是网络应用的核心。

它将计算机网络的功能划分为五层，并在每层定义了它自身的常用协议和服务，从而使网络更加稳定和可靠。

最重要的是，它能够有效地集中管理网络，提高网络的传输效率，让网络应用更有效，更方便。

计算机网络五层模型的发展有助于网络技术的发展，特别是它为网络应用的发展带来的重要作用，而且还可以根据未来的需求对它进行改进，从而实现更加高效、更加安全的网络应用。

计算机网络五层体系结构

计算机网络五层体系结构计算机网络是现代信息技术的基础，它可以让计算机互相连接，进行通信和数据交换。

为了能够更好地组织和管理计算机网络中各个部分的功能和协议，计算机网络被分为五层体系结构，被称为OSI（Open System Interconnection，开放系统互联）参考模型。

OSI参考模型由国际标准化组织（ISO）在20世纪80年代初制定，它将计算机网络分为物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层五个层次进行描述和划分。

每一层都具有各自的功能和任务，它们协同工作，以保证网络的正常运行和数据的可靠传输。

1. 物理层（Physical Layer）：物理层是计算机网络的底层，主要负责将网络中的数据转换为比特流，通过物理媒体进行传输。

在这一层次中，数据的传输是以二进制形式进行的，物理层主要负责发送和接收数据，以及控制电流、电压、时钟等物理参数。

2. 数据链路层（Data Link Layer）：数据链路层建立在物理层之上，主要负责将网络中的比特流转换为有意义的数据帧，并进行传输错误的检测和纠正。

数据链路层通过帧同步、流量控制和差错检测等技术，保证数据的可靠传输，同时还负责对物理层的传输进行抽象和协调。

3. 网络层（Network Layer）：网络层是计算机网络的关键，它负责将数据包从源主机传输到目标主机，并选择合适的路径进行传输。

网络层通过路由算法、寻址和分组转发等技术，实现了跨网络的数据传输，为上层提供了无差别的网络服务。

4. 传输层（Transport Layer）：传输层位于网络层和应用层之间，主要负责为两个网络节点之间的通信建立端到端的连接。

传输层通过端口号和协议，实现了数据的可靠传输和分段重组，为上层应用提供了端到端的通信服务。

5. 应用层（Application Layer）：应用层是计算机网络的顶层，它为用户提供了各种网络应用和服务。

应用层通过各种应用协议（如HTTP、FTP、SMTP等），支持不同类型的网络应用，例如网页浏览、文件传输、电子邮件等。

计算机网络的层次化体系结构

透明性原则
对于某些特定的功能或服务，应该尽可能地让它们在体系中透明地存在，即不需要用户或开发者过多地关注它们的存在和使用方式。
03
物理层
物理层的功能与特点
功能
物理层是计算机网络体系结构中的最底层，它负责建立、管理和释放物理连接，提供透明的比特流传输服务。物理层的主要功能包括信号编码与解码、同步与异步传输、差错控制等。
计算机网络的重要性
信息共享
01
计算机网络使得不同地理位置的用户可以方便地共享信息，提
高了信息的利用率。
协同工作
02
计算机网络使得用户可以协同完成一项任务，提高了工作效率。
远程服务
03
计算机网络使得用户可以远程访问和使用各种服务，如远程医
疗、远程教育等。
计算机网络的分类与组成
分类
根据网络覆盖范围的不同，计算机网络可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）等。
特点
物理层直接面向实际传输介质，处理的是比特流，不涉及信息的语义和逻辑结构。此外，物理层还具有机械特性、电气特性、功能特性和规程特性等四个方面的特性。
物理层的主要设备与传输介质
主要设备
物理层的主要设备包括中继器（Repeater）、集线器（Hub）等。这些设备用于扩展网络的覆盖范围，提高信号的传输质量。
计算机网络的层次化体系结构
• 计算机网络概述 • 层次化体系结构的基本概念 • 物理层 • 数据链路层 • 网络层 • 传输层与应用层
01
计算机网络概述
计算机网络的定义与发展
定义
计算机网络是由一组自主的计算机互联形成的系统，这些计算机之间可以通过通信链路交换信息。
发展历程

计算机网络体系结构

第6层：表示层(Presentation Layer)
为应用层提供信息表示方式的服务，如数据格式的变换、文本压缩、加密技术等。
第7层：应用层(Application Layer)
为网络用户或应用程序提供各种服务，如文件传输、电子邮件(E-mail)、分布式数据库、网络管理等。
OSI/RM的信息流动
快速以太网（Fast Ethernet）
100BASE-T快速以太网，是标准以太网的100Mbps版本。
100BASE-T的标准为802.3u，作为802.3的补充；
100BASE-T MAC的速度相当于10倍的BASE-T的MAC；
第3讲计算机网络体系结构
本章主要内容
计算机网络体系结构及协议的概念；开放系统互连（OSI）参考模型 OSI模型中各层的功能介绍； TCP/IP协议的体系结构； TCP/IP协议的层次功能介绍； OSI模型与TCP/IP协议模型的比较；
计算机网络体系结构
为了减少计算机网络的复杂程度，按照结构化设计方法，计算机网络将其功能划分为若干个层次，较高层次建立在较低层次的基础上，并为其更高层次提供必要的服务功能。网络中的每一层都起到隔离作用，使得低层功能具体实现方法的变更不会影响到高一层所执行的功能。
第4层：传输层(Transport Layer)
为上层提供端到端(最终用户到最终用户)的透明的、可靠的数据传输服务。所谓透明的传输是指在通信过程中传输层对上层屏蔽了通信传输系统的具体细节。
OSI各层的功能概述（三）
第5层：会话层(Session Layer)
为表示层提供建立、维护和结束会话连接的功能，并提供会话管理服务。
在“共享介质”的总线型拓扑结构的局域网中，必须解决多个节点访问总线的介质访问控制问题。

计算机网络体系结构介绍课件

02
网络设备的配置方法：命令行、Web界面、SNMP等
03
网络设备的配置要点：IP地址、子网掩码、路由表、访问控制等
04
谢谢
4
防火墙：用于保护内部网络，防止外部攻击
5
无线接入点：用于提供无线网络接入，方便移动设备接入网络
6
其他网络设备：如负载均衡器、VPN设备等，用于实现网络优化和安全防护。
常见网络设备的介绍
路由器：连接不同网络，实现网络互通
交换机：连接网络设备，实现数据交换
防火墙：保护网络安全，防止攻击
无线接入点：提供无线网络接入，方便移动设备上网
IP协议：互联网协议，用于数据传输和网络互联
UDP协议：用户数据报协议，用于数据传输和网络互联
ICMP协议：互联网控制报文协议，用于网络管理和故障诊断
ARP协议：地址解析协议，用于将IP地址映射到物理地址
RARP协议：逆地址解析协议，用于将物理地址映射到IP地址
DNS协议：域名系统协议，用于将域名解析为IP地址
网络存储设备：提供数据存储和备份
网络打印机：实现网络共享打印
VPN设备：实现远程访问和安全连接
网络监控设备：监控网络运行状态，及时发现问题
网络管理设备：实现网络管理和配置
网络测试设备：测试网络性能和故障诊断
网络设备的选型和配置
网络设备的类型：交换机、路由器、防火墙等
01
网络设备的选型原则：性能、价格、兼容性、可扩展性等
计算机网络体系结构是指计算机网络中各层协议的集合，用于实现网络通信。
每一层都有其特定的功能和协议，各层之间相互协作，实现网络通信。
网络体系结构分为七层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

计算机网络体系结构微课课件

第四、OSI的层次划分也不太合理，有些功能在多个层次中重复。
OSI体系结构
7、应用层 6、表示层 5、会话层 4、传输层 3、网络层 2、数据链路层 1、物理层
法律上的国际标准
TCP/IP体系结构 4、应用层 3、传输层 2、网络层 1、物理接口层
事实上的国际标准
OSI体系结构
7、应用层 6、表示层 5、会话层 4、传输层 3、网络层 2、数据链路层 1、物理层
常见的网络体系结构
2023年5月22日
常见的网络体系有三种
OSI体系结构
7、应用层 6、表示层 5、会话层 4、传输层 3、网络层 2、数据链路层 1、物理层
TCP/IPቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系结构
4、应用层 3、传输层 2、网络层 1、物理接口层
原理体系结构
5、应用层 4、运输层 3、网络层 2、数据链路层 1、物理层
法律上的国际标准
TCP/IP体系结构 4、应用层 3、传输层 2、网络层 1、物理接口层
事实上的国际标准
原理体系结构 5、应用层 4、运输层 3、网络层 2、数据链路层 1、物理层
适用于教学
课后思考
计算机网络为什么分层？各层的主要任务是什么？
OSI体系结构
7、应用层 6、表示层 5、会话层 4、传输层 3、网络层 2、数据链路层 1、物理层
为了使不同体系结构的计算机网络都能互联，国际标准化组织于 1977成立专门的机构研究该问题，不久，就提出了著名的开发系统参考模型，简称为OSI.
到了上世纪90年代初，虽然整套的OSI 国际标准都已经指定出来了，但这是因特网已经抢先在全世界覆盖了相当大范围。因特网从1983开始使用了TCP/IP协议族，并逐步演变成TCP/IP参考模型。

深入理解计算机网络体系结构

深入理解计算机网络体系结构计算机网络体系结构是计算机网络的基本框架，它分为物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层五层。

每层都有自己的特点和功能，通过逐层分析可以深入理解计算机网络的原理和实现。

1. 物理层物理层是计算机网络的最底层，它主要负责把数字信号转换成模拟信号或光信号，通过物理介质进行传输。

例如，传输电信号时需要使用电缆，传输光信号时需要使用光纤。

物理层的传输速率和带宽是由物理介质的质量决定的。

物理层的主要协议有TCP/IP 和 OSI。

2. 数据链路层数据链路层是物理层之上的一层，它负责将数据分成若干个数据帧进行传输，并添加帧头、帧尾等控制信息，保证数据进行有序传输。

数据链路层还可以通过差错检测和纠错等技术保证传输的可靠性。

数据链路层的协议主要有以太网、Wi-Fi、蓝牙等。

3. 网络层网络层是数据链路层之上的一层，它负责把不同网络之间的数据进行转发和路由选择，实现整个网络的互联互通。

在网络层中，数据被封装为报文进行传输。

网络层的协议主要有 IP 协议、ICMP 协议和 ARP 协议。

4. 传输层传输层是网络层之上的一层，它负责将数据分成若干个数据段进行传输，并添加 TCP 或 UDP 等传输控制协议，保证数据的正确传输和可靠性。

传输层的协议主要有 TCP 协议和 UDP 协议。

5. 应用层应用层是计算机网络体系结构的最高层，它负责处理网络数据的具体应用，例如 Web 浏览器、电子邮件、文件传输等。

应用层的协议有 Telnet、FTP、SMTP、HTTP 等。

通过逐层分析计算机网络体系结构，我们可以更深入地理解计算机网络的实现和原理。

计算机网络体系结构的五层各司其职，形成了一套完整的协议标准，让计算机网络成为了无处不在的基础设施。

同时，计算机网络体系结构也在不断发展和扩展，例如物联网、云计算等新兴技术的出现，都将对计算机网络体系结构产生全新的影响和挑战。

计算机网络为什么要分为五层结构？其依据是什么？

计算机⽹络为什么要分为五层结构？其依据是什么？⼀、实体层1、什么是实体层实体层也称为物理层，是参考模型的最低层，也是OSI模型的第⼀层。

它实现了相邻计算机节点之间⽐特流的透明传送，并尽可能地屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异，使其上层(数据链路层)不必关⼼⽹络的具体传输介质。

“透明传送⽐特流”的意思是经实际电路传送后的⽐特流没有发⽣变化，对传送的⽐特流来说，这个电路好像是看不见的。

⼆、链接层1、定义单纯的0和1没有任何意义，必须规定解读⽅式：多少个电信号算⼀组？每个信号位有何意义？这就是"链接层"的功能，它在"实体层"的上⽅，确定了0和1的分组⽅式。

2、以太⽹协议早期的时候，每家公司都有⾃⼰的电信号分组⽅式。

逐渐地，⼀种叫做"以太⽹"（Ethernet）的协议，占据了主导地位。

以太⽹规定，⼀组电信号构成⼀个数据包，叫做"帧"（Frame）。

每⼀帧分成两个部分：标头（Head）和数据（Data）。

"标头"包含数据包的⼀些说明项，⽐如发送者、接受者、数据类型等等；"数据"则是数据包的具体内容。

"标头"的长度，固定为18字节。

"数据"的长度，最短为46字节，最长为1500字节。

因此，整个"帧"最短为64字节，最长为1518字节。

如果数据很长，就必须分割成多个帧进⾏发送。

3、MAC地址上⾯提到，以太⽹数据包的"标头"，包含了发送者和接受者的信息。

那么，发送者和接受者是如何标识呢？以太⽹规定，连⼊⽹络的所有设备，都必须具有"⽹卡"接⼝。

数据包必须是从⼀块⽹卡，传送到另⼀块⽹卡。

⽹卡的地址，就是数据包的发送地址和接收地址，这叫做MAC地址。

每块⽹卡出⼚的时候，都有⼀个全世界独⼀⽆⼆的MAC地址，长度是48个⼆进制位，通常⽤12个⼗六进制数表⽰。

计算机网络分层体系结构

计算机网络分层体系结构OSI体系分层第一层：物理层（PhysicalLayer)规定通信设备的机械的、电气的、功能的和过程的特性，用以建立、维护和拆除物理链路连接。

具体地讲，机械特性规定了网络连接时所需接插件的规格尺寸、引脚数量和排列情况等；电气特性规定了在物理连接上传输bit流时线路上信号电平的大小、阻抗匹配、传输速率距离限制等；功能特性是指对各个信号先分配确切的信号含义，即定义了DTE和DCE 之间各个线路的功能；规程特性定义了利用信号线进行bit流传输的一组操作规程，是指在物理连接的建立、维护、交换信息是，DTE和DCE双放在各电路上的动作系列。

在这一层，数据的单位称为比特（bit）。

属于物理层定义的典型规范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。

第二层：数据链路层（DataLinkLayer)在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻结点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧（Frame）在信道上无差错的传输，并进行各电路上的动作系列。

数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。

该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。

在这一层，数据的单位称为帧（frame）。

数据链路层协议的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。

第三层：网络层(Network layer)在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。

网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点，确保数据及时传送。

网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息--源站点和目的站点地址的网络地址。

如果你在谈论一个IP地址，那么你是在处理第3层的问题，这是“数据包”问题，而不是第2层的“帧”。

IP是第3层问题的一部分，此外还有一些路由协议和地址解析协议（ARP）。

week8-1 第3章 计算机网络体系结构-五层网络结构.网络层 3

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