计算机网络层次结构模型
了解计算机网络中的分层结构
了解计算机网络中的分层结构计算机网络中，分层结构一直是一种重要的设计思想。
这种结构的设计思路是将不同的功能与任务划分到不同的层级中，以降低系统的复杂度。
在计算机网络中，分层结构得以广泛应用，其中最为常见的是OSI七层模型和TCP/IP四层模型。
本文将介绍这两个模型的基本概念及其层次结构。
一、OSI七层模型OSI模型，即开放系统互联模型，是国际标准化组织制定的一种参考模型。
它是计算机网络中最具代表性的分层结构模型。
其层次结构如下：1.物理层：该层主要负责传输物理数据，包括电压电平、光强度等，其传输的内容仅仅是比特流。
2.数据链路层：该层是以帧（frame）为单位进行数据的交换和传输的。
它还包括一些差错控制和流量控制的机制。
3.网络层：该层是负责实现数据的路由和转发。
它可以通过IP 地址来标识每一个网络上的主机或路由器。
4.传输层：传输层主要负责为两个端点之间的进程提供可靠的数据传输服务。
其特点是提供端到端的功能，同时把数据发送到正确的目标应用程序。
5.会话层：会话层的作用是建立、维护和结束会话。
它定义了两个或多个应用程序之间如何协同工作。
6.表示层：该层主要负责数据的表示和格式转换。
其任务是将发送方的数据表示为网络传输的格式，同时，将接收方接受的网络传输格式数据还原为接收方可以理解的格式。
7.应用层：这是最顶层的协议层，专门为应用程序提供网络服务。
这意味着它将数据表示为与特定的应用程序相关的形式，并且可能执行各种应用程序特定的操作。
二、TCP/IP四层模型TCP/IP是互联网上使用的最为广泛的协议集。
它采用的是一个四层体系结构，如下：1.网络接口层网络接口层位于整个TCP/IP协议堆栈的底部，这层的作用是在物理层和数据链路层之间进行转换。
这意味着它可以将适配器和网卡上的信号转换成MAC地址，并将数据帧传输到适当的网络或主机上。
2.网络层网络层是TCP/IP协议堆栈的第二层。
该层主要负责控制数据在网络上的路由和转发。
OSI网络结构的七层模型
OSI网络结构的七层模型OSI（开放系统互连）网络结构是由国际标准化组织提出的一个理论模型，用于描述计算机网络中通信协议的层次结构。
它将网络通信分为七个不同的层次，每个层次具有不同的功能和责任。
以下是对每个层次的详细解释。
第一层：物理层（Physical Layer）物理层是OSI模型的最低层，负责传输原始的二进制数据，通过物理介质来传输比特流。
它定义了电气、机械和功能接口标准，包括电压等级、物理连接、物理拓扑和物理设备的规范。
第二层：数据链路层（Data Link Layer）数据链路层主要负责将物理层提供的比特流划分成数据帧，并在相邻节点之间进行可靠的传递。
它提供错误检测和纠正机制，确保数据的可靠传输。
此外，它还处理访问控制，协调多个设备访问共享媒体，并处理成帧、透明传输以及流量控制等任务。
第三层：网络层（Network Layer）网络层主要负责在不同网络之间提供转发和路由功能，使数据能够通过多个网络节点传输到目标地址。
它定义了一些协议，如IP（Internet协议），用于将数据分组分发到合适的路径，并实现包括拥塞控制、差错控制以及路由选择等功能。
第四层：传输层（Transport Layer）传输层主要负责为进程之间提供端到端的通信服务。
它通过端口号标识主机上运行的不同应用程序，并负责将数据流分成合适的大小块，并在不同主机之间的进程之间进行可靠传输。
第五层：会话层（Session Layer）会话层负责建立、管理和终止会话，使不同主机上的应用程序能够进行通信和交流。
它提供了对话控制，允许应用程序在两个节点之间建立会话，并提供同步点和重启功能以实现数据的可靠传输。
第六层：表示层（Presentation Layer）表示层主要负责处理数据在不同主机之间的转换和编码。
它负责数据的格式化、编码和解码，以便不同系统能够正确地解释和理解数据。
第七层：应用层（Application Layer）应用层是OSI模型的顶层，为最终用户提供了网络服务。
网络体系结构和基本概念
网络体系结构和基本概念1.OSI参考模型：OSI（开放式系统互联）参考模型是一个国际标准的概念框架，用于描述网络体系结构的各个层次和功能。
它将网络划分为七个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
每个层次都有特定的功能和任务，通过层层递进的方式协同工作，最终实现可靠的数据传输和通信。
2.TCP/IP协议族：TCP/IP是一种网络协议族，它是网络通信的基础。
TCP/IP协议族由传输控制协议（TCP）和网络互联协议（IP）构成，它们分别对应于OSI参考模型的传输层和网络层。
TCP/IP协议族还包括IP地址、域名系统（DNS）、用户数据报协议（UDP）等，它们协同工作，完成数据的传输和路由。
3.客户端-服务器模型：客户端-服务器模型是一种常见的网络体系结构，它通过将网络上的计算机划分为客户端和服务器来实现资源共享和服务提供。
客户端是用户通过网络访问服务器获取服务的终端设备，服务器是提供服务的主机。
客户端向服务器发送请求，服务器接收请求并回应，完成数据的交互和处理。
4.P2P网络：P2P（对等）网络是一种去中心化的网络体系结构，其中所有的计算机都既是客户端又是服务器。
P2P网络不依赖于专用的服务器设备，而是通过直接连接来交换数据。
P2P网络的一大特点是去中心化，它能够更好地抵抗单点故障和网络拥塞。
5.三层网络体系结构：三层网络体系结构是一种通用的网络设计架构，它由三层构成：核心层、分布层和接入层。
核心层负责数据的传输和路由，分布层负责网络的负载均衡和安全策略，接入层则负责用户与网络的连接。
这种分层结构能够提高网络的性能和可管理性。
上述是网络体系结构的基本概念和主要内容。
网络体系结构的设计和实现对于网络的性能和安全至关重要。
通过合理地利用和组织网络资源，可以提高网络的性能、可靠性和可扩展性，同时还能够保障数据的安全和隐私。
在日益发展的信息时代中，网络体系结构的研究和创新将继续推动着网络技术的进步和应用的发展。
网络层次结构与OSI模型
网络层次结构与OSI模型网络层次结构的发展和OSI模型的建立对于互联网的发展起到了重要的推动作用。
本文将介绍网络层次结构的概念和发展历程，并详细解析OSI模型的七层结构。
一、网络层次结构的概念和发展历程网络层次结构是指将计算机网络划分为多个层次，每个层次负责不同的功能，并通过一定的协议进行通信。
这种分层结构方便了网络的管理和维护，同时也实现了网络的分布式处理和模块化设计。
网络层次结构的发展经历了多个阶段。
最早的网络层次结构是由美国国防部研制的ARPANET提出的，它划分为物理层、数据链路层和网络层三个层次。
后来，随着计算机网络的迅速发展，为了更好地满足不同应用需求，人们提出了更加细致的网络层次结构，如TCP/IP五层结构和OSI七层模型。
二、OSI模型的七层结构OSI模型，即开放系统互连参考模型，是一种将计算机网络按照功能进行划分的模型。
它由国际标准化组织（ISO）在1984年提出，并在1995年修订完成。
OSI模型共分为七层，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。
1. 物理层物理层是网络中最底层的一层，负责传输比特流。
它定义了物理介质、电器特性和接口等标准，保证数据的正常传输。
2. 数据链路层数据链路层负责将数据转换为帧以在物理网络上传输。
它通过物理地址来寻址，并提供流控制和差错检测等功能，确保数据的可靠传输。
3. 网络层网络层主要负责网络上的寻址和路由。
它将数据包从源主机发送到目标主机，并通过路由选择算法确定最佳路径。
4. 传输层传输层在端到端的通信中承担着重要的角色。
它负责将数据分割为较小的报文段，并通过端口号将数据传输到对应的进程。
5. 会话层会话层建立、管理和终止应用程序之间的对话。
它提供了会话的同步和恢复功能，并支持多个会话的同时存在。
6. 表示层表示层为不同主机的数据格式进行转换和编码，确保数据在网络上正确地传输和解释。
7. 应用层应用层是用户直接使用的层次，它为不同的应用程序提供了各种服务，如电子邮件、文件传输和远程登录等。
计算机网络体系结构和网络功能的分层
计算机网络体系结构和网络功能的分层介绍计算机网络是由一组相互连接的计算机和网络设备组成，通过通信线路和交换设备相互连接，共享资源和信息。
为了有效管理和提供灵活的功能，计算机网络通常被组织成分层的体系结构。
本文将介绍计算机网络体系结构的分层以及每个层次的网络功能。
OSI模型最常用的计算机网络体系结构模型是国际标准化组织（ISO）制定的“开放式系统互连”（Open Systems Interconnection，简称OSI）模型。
该模型将计算机网络分为七个不同的层次，每个层次都有特定的功能和任务。
下面是OSI模型的七个层次：1.物理层：负责传输比特流，处理硬件的物理接口以及基本的电信号传输。
2.数据链路层：负责可靠传输数据帧，增加了流控制和差错检测等功能。
3.网络层：负责将数据分组（通常称为数据包或数据报）从源主机传输到目标主机，进行路径选择和数据包转发。
4.传输层：负责建立端到端的连接，提供数据传输的可靠性和流量控制。
5.会话层：负责建立、管理和终止不同计算机之间的会话。
6.表示层：负责数据的格式转换、加密和压缩等安全性和可读性相关的功能。
7.应用层：为用户提供各种网络应用程序，例如电子邮件、远程登录和文件传输等。
每个层次在进行通信时只与相邻的上下层进行交互，通过协议进行数据的传递和控制。
TCP/IP模型除了OSI模型外，另一个常用的计算机网络体系结构是TCP/IP模型。
TCP/IP模型是实际应用中最常见的网络体系结构，它是互联网的基础。
TCP/IP模型将计算机网络分为四个层次：1.网络接口层：负责通过物理媒介（例如以太网）传输数据，处理硬件寻址和数据包的物理传输。
2.网际层：负责将数据包从源主机传输到目标主机，进行路由选择和数据包转发。
3.运输层：负责建立端到端的连接，提供数据传输的可靠性和流量控制。
4.应用层：为用户提供各种网络应用程序，例如HTTP、FTP和DNS等。
与OSI模型相比，TCP/IP模型将会话层、表示层和应用层合并到了单一的应用层中。
osi七层模型的分层结构
osi七层模型的分层结构OSI（开放系统互联）七层模型是国际标准化组织（ISO）制定的网络协议体系结构，用于规范计算机网络的设计和实现。
该模型将网络通信分为七个不同的层次，每一层都有其特定的功能和责任。
以下是对OSI七层模型的分层结构的详细说明：1. 物理层（Physical Layer）：物理层是整个网络通信的起点，它是处理网络硬件和传输介质的层次。
在物理层中，传输的是比特流（0和1）的电子信号，主要用于传输数据。
在物理层中，主要的设备包括网线、光纤、集线器等。
这一层主要关注的是信号的传输速率和物理连接的形式，并不关心数据包的内部结构。
2. 数据链路层（Data Link Layer）：数据链路层提供了通过物理连接进行数据传输的功能。
它负责将比特流转换为数据帧，并在传输过程中进行差错检测和纠正。
数据链路层主要分为两个子层：逻辑链路控制（LLC）子层和介质访问控制（MAC）子层。
逻辑链路控制子层负责建立和维护链路的逻辑连接，而介质访问控制子层负责调度数据帧的传输，以及解决多个设备同时访问网络的冲突问题。
3. 网络层（Network Layer）：网络层负责将数据包从源主机传输到目标主机。
它通过路由选择算法来确定数据包的传输路径，并对数据包进行分组和寻址。
网络层中最重要的协议是Internet协议（IP），它是整个互联网通信的基础。
网络层还提供了一些其他的功能，如流量控制、拥塞控制、分片和重组等。
4. 传输层（Transport Layer）：传输层主要负责端到端的数据传输和可靠性保证。
它处理端口号、会话管理、流量控制以及错误恢复等功能。
在传输层中，最常用的协议是传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
TCP提供了可靠的数据传输服务，确保数据包的有序性、完整性和可靠性；而UDP提供了不可靠的数据传输服务，适用于实时性要求较高的应用。
5. 会话层（Session Layer）：会话层主要负责建立、管理和终止会话。
OSI参考模型七层结构及各层的作用
OSI参考模型七层结构及各层的作用OSI参考模型是开放系统互联参考模型（Open Systems Interconnection Reference Model）的缩写，是国际标准化组织（ISO）在 1977 年提出的一种网络通信架构。
它将计算机网络通信过程划分为七个层次，每个层次都有其独特的功能和作用。
下面将详细介绍每个层次的作用：第一层：物理层（Physical Layer）物理层是网络通信的最底层，负责控制电子信号（比特流）在物理媒介中的传输。
其主要功能包括：数据的传输与接收、提供硬件接口、传输媒介的选择及物理拓扑的建立等。
第二层：数据链路层（Data Link Layer）数据链路层负责将传输介质上的比特流组织成数据块（帧），并提供数据块的可靠传输，以及错误检测和纠正。
其主要功能包括：帧的封装和解封装、数据的流控制、错误检测和纠正等。
第三层：网络层（Network Layer）网络层是负责在网络上进行数据包的传输和路由选择。
其主要功能包括：数据包的传输、路由选择、数据包的分段和重组、流量控制和拥塞控制等。
第四层：传输层（Transport Layer）传输层是负责端到端的数据传输，为应用程序提供可靠的数据传输服务。
其主要功能包括：建立、管理和终止端到端的连接、数据的分段和重组、数据的流量控制和拥塞控制等。
第五层：会话层（Session Layer）会话层负责建立和终止应用程序之间的通信会话，并提供数据注销和恢复、数据加密和解密等功能。
其主要功能包括：会话的建立、管理和终止、数据的同步和校验、数据的加密和解密等。
第六层：表示层（Presentation Layer）表示层负责数据的格式转换、压缩和加密，以及提供数据的安全性和可靠性。
其主要功能包括：数据的格式化和转换、数据的压缩和加密、数据的校验和恢复等。
第七层：应用层（Application Layer）应用层是最上层的层次，与用户直接交互，为用户提供网络服务和资源。
osi模型和tcpip模型区别
osi模型和tcpip模型区别osi模型和tcp/ip模型是计算机网络中两个重要的参考模型，它们都是为了规范和标准化网络通信而设计的。
虽然这两个模型都有类似的目标，但它们在细节上存在一些区别。
本文将详细介绍osi模型和tcp/ip模型的区别。
1. 结构层次osi模型由国际标准化组织（ISO）在20世纪80年代提出，共分为7个层次，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。
每个层次都有不同的功能和任务，它们通过接口相互连接，形成一个完整的通信协议栈。
相比之下，tcp/ip模型是一个更简洁的四层模型，包括网络接口层、网络层、传输层和应用层。
tcp/ip模型将osi的第一层和第二层合并为网络接口层，第三层到第五层合并为应用层，从而减少了层次的复杂性。
2. 协议不同osi模型是一个参考框架，没有规定具体的协议，只是提供了一种分层思想和标准。
不同的网络协议可以在不同的层次上实现，只要满足相应层次的功能即可。
相比之下，tcp/ip模型具有更明确的协议定义。
它定义了一系列的协议，如IP协议、TCP协议、UDP协议等，每个协议在tcp/ip模型的特定层次上工作。
3. 发展历史osi模型是从理论上提出的第一个完整的网络参考模型。
然而，在实际应用中，osi模型并没有得到广泛的采用，主要是因为其层次过于复杂，实现和维护比较困难。
相比之下，tcp/ip模型是在实践中逐渐形成的。
它基于早期的arpnet 和darpanet网络协议，经过多年的发展和完善逐渐成为现代互联网的基础。
4. 应用范围osi模型的设计初衷是为所有类型的计算机网络提供一个统一的标准，可以适用于各种不同的网络环境。
相比之下，tcp/ip模型主要用于互联网通信。
由于tcp/ip协议在互联网上得到广泛应用，tcp/ip模型也成为当前网络通信的事实标准。
5. 接口设计osi模型的每个层次都有接口定义，不同层次之间通过这些接口进行通信。
计算机网络体系结构与参考模型
计算机网络体系结构与参考模型计算机网络层次结构模型和各层协议的集合被定义为计算机网络体系结构，网络体系结构的提出不仅方便了大家对网络的认识和学习，同时也加强了人们对网络设计和实现的指导。
在这一节中我们主要讨论网络的分层结构、一些基本概念及ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型等。
1.2.1计算机网络分层结构网络分层结构的出现其实是将复杂的网络任务分解为多个可处理的部分，使问题简单化。
而这些可处理的部分模块之间形成单向依赖关系，即模块之间是单向的服务与被服务的关系，从而构成层次关系，这就是分层。
分层网络体系结构的基本思想是每一层都在它的下层提供的服务基础上提供更高级的增值服务，且通过服务访问点（SAP）来向其上一层提供服务。
在OSI分层结构中，其目标是保持层次之间的独立性，也就是第（N）层实体只能够使用（N-1）层实体通过SAP提供的服务；也只能够向（N+1）层提供服务；实体间不能够跨层使用，也不能够同层调用。
网络是一个非常复杂的整体，为便于研究和实现，才将其进行分层，其中分层的基本原则是。
（1）各层之间界面清晰自然，易于理解，相互交流尽可能少。
（2）各层功能的定义独立于具体实现的方法。
（3）网中各节点都有相同的层次，不同节点的同等层具有相同的功能。
（4）保持下层对上层的独立性，单向使用下层提供的服务。
计算机网络层次结构模型和各层协议的集合被定义为计算机网络体系结构，网络体系结构的提出不仅方便了大家对网络的认识和学习，同时也加强了人们对网络设计和实现的指导。
在这一节中我们主要讨论网络的分层结构、一些基本概念及ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型等。
1.2.1计算机网络分层结构网络分层结构的出现其实是将复杂的网络任务分解为多个可处理的部分，使问题简单化。
而这些可处理的部分模块之间形成单向依赖关系，即模块之间是单向的服务与被服务的关系，从而构成层次关系，这就是分层。
分层网络体系结构的基本思想是每一层都在它的下层提供的服务基础上提供更高级的增值服务，且通过服务访问点（SAP）来向其上一层提供服务。
计算机网络体系结构-TCPI
传输层
01
传输层是第一个端到端，即主 机到主机的层次。传输层负责 将上层数据分段并提供端到端 的、可靠的或不可靠的传输。
02
此外，传输层还要处理端到端 的差错控制和流量控制问题。
03
在这一层，数据的单位称为数 据段(segment)。
会话层
表示层
• 表示层对上层数据或信息进行变换以保证 一个主机应用层信息可以被另一个主机的 应用程序理解。表示层的数据转换包括数 据的加密、压缩、格式转换等。
02
提供为建立、维护和拆除物理链路所需要的机械的、电气的、
功能的和规程的特性。
传输单位是比特(bit)。
03
数据链路层
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。
2
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
典型设备：路由器
3
传输层功能
传输层提供了主机应用程序进程之间的端到端的服务，传输层的功能是为上层协议提供端到端的可靠 和透明的数据传输服务，包括处理差错控制和流量控制等问题
典型协议：TCP UDP
会话层功能
会话层组织两个会话进程之间的通信，并 管理数据的交换，会话层在传输层之上， 它依赖于传输层提供的服务，使不同应用 程序的数据和信息的传输成为可能
互联网接入技术探讨
互联网接入技术
互联网接入技术是指将用户设备连接到互联 网的技术，包括拨号接入、宽带接入、光纤 接入等。不同的接入技术具有不同的带宽、 速度和稳定性特点。
接入方式比较
拨号接入方式速度慢且不稳定，已逐渐被淘 汰；宽带接入方式速度较快且相对稳定，是 目前主流的接入方式；光纤接入方式速度极 快且稳定性高，是未来互联网接入技术的发
计算机网络的7层4层和5层模型
计算机网络的7层4层和5层模型在计算机网络的基本概念中，分层次的体系结构是最基本的。
分层的主要好处有：1、各层之间是独立的，每一层向上和向下通过层间接口提供服务，无需暴露内部实现2、灵活性好3、结构上可分割4、易于实现和维护5、能促进标准化工作OSI7层模型为了使全世界不同体系结构的计算机能够互联，国际化标准组织ISO提出开放系统互联基本参考模型，简称OSI，即所谓的7层协议体系结构。
7层模型从上到下包含：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和网络层。
虽然OSI7层模型大而全，但是比较复杂、而且是先有了理论模型，没有实际应用。
TCP/IP(参考)4层模型OSI7层模型是一个大而全的理论模型、TCP/IP(参考)模型侧重一些核心的协议的分层。
TCP/IP四层模型，是由实际应用发展总结出来的，它包含了应用层、传输层、网际层和网络结构层，不过从实质讲，TCP/IP只有最上面三层，最下面一层没有什么具体内容，TCP/IP参考模型没有真正描述这一层的实现，只是要求能够提供给其上层-网络互连层一个访问接口，以便在其上传递IP分组。
OSI七层模型和TCP/IP四层模型的关系：OSI定义了服务、接口、分层、协议的概念，TCP/IP借鉴了OSI的这个概念建立了TCP/IP模型。
OSI先有模型，后有协议，先有标准，后进行实践，而TCP/IP则相反。
OSI是一种理论模型，而TCI/IP已经被广泛使用，成为网络互连实际上的标准。
网络5层模型5层模型只出现在计算机网络学习教学过程中，他是对七层模型和四层模型的一个折中，及综合了OSI和TCP/IP体系结构的优点，这样既简洁又能将概念阐述清楚。
5层模型从上到下包含：应用层、传输层、网络层、数据链路层和网络层。
参考资料-[网络编程懒人入门(1)：快速理解网络通信协议（上篇）]-[网络编程懒人入门(2)：快速理解网络通信协议（下篇）]-[网络分层体系结构]。
osi参考模型的3个主要概念
OSI参考模型的3个主要概念是什么？在今天的网络世界中，OSI参考模型是一个非常重要的概念。
它是一个框架，用于描述和理解计算机网络通信的各个方面。
本文将会分别介绍OSI参考模型的3个主要概念，帮助读者更好地理解和应用这个概念。
1. 层次结构OSI参考模型的第一个主要概念是层次结构。
OSI参考模型将计算机网络通信划分为7个层次，每个层次负责不同的功能。
这些层次按照功能从低到高分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
每个层次都有特定的功能和责任，但是它们之间又相互关联，协同工作。
通过层次结构，OSI参考模型将复杂的网络通信问题分解为相对简单的部分，使得网络设计、实现和调试更加科学和有效。
2. 分层协议OSI参考模型的第二个主要概念是分层协议。
为了实现层次结构，每个层次都需要使用相应的协议来完成特定的功能。
OSI参考模型中定义了各个层次的协议标准，这些标准通常被称为协议栈。
每个协议栈都包含多个协议，这些协议协同工作，完成特定层次的功能。
当一个计算机发送数据时，这些数据会经过每个层次的协议，分别添加相应的信息和处理方式。
而接收端的计算机则按照相反的顺序，逐层处理数据，最终将数据转化为应用层的信息，供应用程序使用。
3. 模块化设计OSI参考模型的第三个主要概念是模块化设计。
由于OSI参考模型采用了层次结构和分层协议，它使得计算机网络设计成为可能。
这种模块化的设计使得网络技术可以分为不同的领域，并且每个领域可以专门研究和发展。
物理层可以研究网络传输介质和信号编码方式，数据链路层可以研究MAC位置区域和帧格式，网络层可以研究IP位置区域和路由协议。
在实际的网络实现中，每个层次的技术和设备也变得更加专业和高效。
这种模块化的设计也为网络通信的标准化和互操作性提供了基础，推动了网络技术的发展和应用。
OSI参考模型的3个主要概念是层次结构、分层协议和模块化设计。
这些概念为计算机网络通信提供了理论基础，使得网络技术得以规范和发展。
计算机网络技术计算机网络体系结构与协议
计算机网络技术计算机网络体系结构与协议计算机网络技术: 计算机网络体系结构与协议计算机网络技术是现代社会不可或缺的一部分，它推动着信息交流和全球化。
计算机网络体系结构和协议是构建计算机网络的基础。
本文将介绍计算机网络体系结构的三层模型和常见的网络协议。
一、计算机网络体系结构计算机网络体系结构是指计算机网络中不同层次的组织和协调关系。
最常见的计算机网络体系结构是OSI（开放式系统互联）参考模型和TCP/IP（传输控制协议/互联网协议）模型。
1. OSI参考模型OSI参考模型是计算机网络体系结构的一种标准化框架，它将计算机网络划分为七个层次：（1）物理层：负责传输物理位，控制硬件设备之间的电信号传输。
（2）数据链路层：将物理传输的数据分组组装成帧，并提供错误检测和纠正。
（3）网络层：负责在网络中寻找最佳路径，并进行路由和转发。
（4）传输层：提供端到端的可靠数据传输，并进行流量控制和拥塞控制。
（5）会话层：负责建立、管理和终止应用程序之间的会话。
（6）表示层：处理数据的格式，进行数据压缩和加密。
（7）应用层：提供应用程序之间的通信，并实现特定协议的功能。
2. TCP/IP模型TCP/IP模型是互联网通信协议族的基础，它将计算机网络划分为四个层次：（1）网络接口层：与物理网络硬件交互，提供数据链路和物理地址。
（2）网络层：进行源到目的地的传输，提供IP地址和路由功能。
（3）传输层：提供端到端的数据传输，包括TCP和UDP。
（4）应用层：实现特定的网络应用，包括HTTP、FTP、SMTP等。
二、常见的网络协议网络协议是计算机网络中进行通信和数据交换的规则和标准。
下面介绍几个常见的网络协议。
1. HTTP（超文本传输协议）HTTP是一种用于传输超文本的协议，它是Web应用的基础。
通过HTTP，客户端（浏览器）可以向服务器发送请求，并获取服务器返回的数据。
2. FTP（文件传输协议）FTP是一种用于在计算机之间传输文件的协议。
了解网络层次模型
了解网络层次模型网络层次模型的深入了解网络层次模型是计算机网络体系结构的一个关键概念，它为网络通信的组织和管理提供了框架。
这个模型分为七个不同的层次，每一层都有其特定的功能和责任。
本文将深入探讨这一模型，帮助读者更好地了解网络层次模型的构成和作用。
**第一层：物理层**物理层是网络层次模型的底层，它主要涉及到数据传输的硬件。
这一层次包括了传输媒介、电压标准、数据传输速率等。
在这一层次上，数据被转化为电子信号，以便在网络中传输。
常见的物理层设备包括网线、光纤和无线设备。
**第二层：数据链路层**数据链路层负责将数据包转化为帧，并处理数据的传输错误。
它通过物理地址（MAC地址）来定位目标设备，确保数据在同一局域网内被正确传输。
数据链路层的设备包括交换机和网卡。
**第三层：网络层**网络层是整个模型的核心，它负责数据的路由和转发。
在这一层次上，数据被封装为数据包，并通过IP地址来确定目标的位置。
路由器是网络层的代表设备，它们决定了数据包的最佳路径以确保数据从源到目标的正确传输。
**第四层：传输层**传输层主要处理端到端通信，确保数据的可靠传输。
它使用端口号来识别不同的应用程序，并提供了流量控制和错误检测。
TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）是在这一层次上工作的两个重要协议。
**第五层：会话层**会话层负责建立、管理和终止会话或连接。
这一层次上的协议可确保数据的同步和恢复，以便在通信过程中进行错误处理。
SSL/TLS（安全套接字层）是在这一层次上实现的安全协议。
**第六层：表示层**表示层主要处理数据的编码和压缩，以确保不同设备之间的数据格式兼容性。
它还可以加密数据，以保护数据的机密性。
例如，JPEG和MPEG是在表示层上工作的压缩算法。
**第七层：应用层**应用层是最高层，它与用户应用程序直接交互。
在这一层次上，各种应用程序，如Web浏览器、电子邮件客户端和文件传输协议，通过特定的协议与网络进行通信。
计算机网络 OSI参考模型的分层结构
计算机网络OSI参考模型的分层结构
OSI参考模型采用分层的结构化技术，共分为7层，从下至上，依次为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
其中下面三层（即物理层、数据链路层、网络层）依赖两台通信计算机连接在一起所使用的数据通信网相关协议，来实现通信子网的功能；上面三层（即会话层、表示层、应用层）面向应用，由本地操作系统提供一套服务，来实现资源子网的功能；中间的传输层建立在由下面三层提供服务的基础上，为面向应用的上面三层提供网络信息交换服务。
图2-2所示，为OSI参考模型网络体系结构。
图2-2 OSI参考模型
OSI参考模型确立了网络互联合作的新格局，并不断演进以适应网络技术的发展。
其OSI 参考模型具有以下特性：
●是一种异构系统互联的分层结构；
●提供了控制互联系统交互规则的标准框架；
●定义一种抽象结构，而并非具体实现的描述；
●不同系统上的相同层的实体称为同等层次实体，同等层实体之间通信由该层的协议
管理；
●相邻层间的接口定义了原语操作和低层向上层提供的服务；
●所提供的公共服务是面向连接和无连接的数据服务；
●最底层能够直接传输数据；
●各层相互独立，每层完成所定义的功能，修改本层的功能不影响其他层。
OSI七层模型
OSI七层模型一、 OSI七层模型的产生IS0在1984年颁布了0SI／RM，该模型分为七个层次，也称为0SI七层模型，公认为新一代计算机网络体系结构的基础。
二、各层的功能第7层：应用层 ApplicationAPI接口（应用程序接口）识别并正式目的通信放的可用性，使协同工作的应用程序之间进行同步，建立传输错误纠正和数据完整性控制方面协定，判断是否为所需要的通信过程留有足够的资源。
第6层：表示层 Presentation提供语音格式的转化，数据加密和压缩。
第5层：会话层 Session提供两台计算机之间的会话连接，并报告上三层中产生的错误。
第4层：传输层 Transport提供传输协议的控制代码，开始转换协议。
第3层：网络层 Network提供包和帖子的转发（Packet/Segment），提供路由的选择。
第2层：数据链路层 Datalink提供帧格式，增加CRC（循环冗余校验）第1层：物理层 Physical提供电气特征，物理电路，0.1代码的设置三、网络设备1. 中继器Repeater连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。
中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。
一般情况下，中继器的两端连接的是相同的媒体，但有的中继器也可以完成不同媒体的转接工作。
从理论上讲中继器的使用是无限的，网络也因此可以无限延长。
事实上这是不可能的，因为网络标准中都对信号的延迟范围作了具体的规定，中继器只能在此规定范围内进行有效的工作，否则会引起网络故障。
以太网络标准中就约定了一个以太网上只允许出现5个网段，最多使用4个中继器，而且其中只有3个网段可以挂接计算机终端。
2. 集线器Hub是中继器的一种形式，区别在于集线器能够提供多端口服务，也称为多口中继器。
放大信号；通过网络传播信号；无路径检测或交换，被用作网络集中点。
osi分层结构优点
osi分层结构优点OSI（Open Systems Interconnection）是一种网络协议参考模型，它将计算机网络按照功能划分为七个层次，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。
每个层次负责不同的功能，同时也与上下层进行数据交互。
OSI分层结构的优点主要体现在以下几个方面：1. 独立性和互操作性：OSI分层结构将整个网络功能划分为多个独立的层次，每个层次都具有独立的功能和接口。
这种独立性使得在某一层次的变化不会对其他层次产生影响，从而实现了系统的可维护性和扩展性。
此外，每个层次之间都有明确定义的接口，使得不同厂商或者不同实现能够互相配合工作，实现了跨平台和跨厂商的互操作性。
2. 简化和灵活性：OSI分层结构通过将网络功能划分为不同的层次，使得整个网络设计变得更加简化和灵活。
每个层次都专注于特定的功能，提供明确定义的接口和协议。
这种简化和灵活性使得网络中的某一层次可以根据需求进行升级或替换，而不会对整个网络产生影响。
3. 故障隔离和故障排查：OSI分层结构提供了故障隔离的能力。
由于每个层次都相对独立，当某一层次发生故障时，可以快速定位并修复问题，而不会对其他层次的正常运行产生影响。
这种故障隔离的能力大大提高了系统的可靠性，并且简化了故障排查的过程。
4. 跨平台和跨网络的兼容性：OSI分层结构定义了每个层次的功能和接口，使得不同的操作系统和网络设备可以通过实现相同的协议来进行通信。
这种跨平台和跨网络的兼容性使得不同厂商的设备可以自由地组合和搭配，实现互联互通的网络环境。
5. 优化的性能：OSI分层结构将网络功能划分为多个层次，通过将复杂的任务划分为简单的子任务进行处理，从而提高了网络的性能和效率。
不同层次之间的信息传递通过明确定义的接口和协议进行，避免了冗余和重复的数据传输，减少了网络拥塞和传输延迟。
总结：OSI分层结构的优点包括独立性和互操作性、简化和灵活性、故障隔离和故障排查、跨平台和跨网络的兼容性以及优化的性能。
计算机网络的体系结构
计算机网络的体系结构计算机网络的体系结构是指计算机网络的分层结构或组织结构，它将网络功能划分为多个层次，在每个层次上实现特定的功能，并通过不同层次之间的接口进行通信和协作。
常见的计算机网络体系结构包括TCP/IP参考模型和OSI参考模型。
下面我将详细介绍这两种体系结构。
1.TCP/IP参考模型TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）参考模型是最常用的计算机网络体系结构之一，它有四个层次：物理层、数据链路层、网络层和传输层。
-物理层：物理层负责比特流的传输，它定义了电器、光学和无线信号等在传输媒介中的传输规范，如电压、编码和信号时钟等。
-数据链路层：数据链路层在物理层之上建立了可靠的数据传输通道，它将比特流划分为数据帧，并进行错误检测和错误纠正。
常见的数据链路层协议有以太网和Wi-Fi。
- 网络层：网络层负责将数据分组从发送端传输到接收端，它使用IP地址来标识网络设备和路径，也负责路由选择和拥塞控制。
常见的网络层协议有IP（Internet Protocol）。
-传输层：传输层提供端到端的可靠传输和数据分组的重组，它使用端口号标识不同的应用程序，并提供传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）等协议。
2.OSI参考模型OSI（Open Systems Interconnection）参考模型是一种通用的计算机网络体系结构，它有七个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
-物理层：物理层在OSI模型中的作用与TCP/IP模型中类似。
-数据链路层：数据链路层在OSI模型中的作用与TCP/IP模型中类似。
-网络层：网络层在OSI模型中的作用与TCP/IP模型中类似。
-传输层：传输层在OSI模型中的作用与TCP/IP模型中类似。
-会话层：会话层在OSI模型中提供了在网络中建立、管理和终止会话的功能。
它允许不同计算机应用程序之间的通信，并提供了可靠性和错误恢复机制。
计算机网络体系结构OSI模型课件
信道传输
信号通过物理媒介（如电缆、光纤等 ）进行传输。
信号解码
在接收端，信号被解码还原成原始信 息。
差错控制
为了确保数据的完整性和准确性，通 信协议中包含差错控制机制，如校验 和、重传、确认等。
04
OSI模型与TCP/IP模型比较
OSI模型与TCP/IP模型的差异
层次数量
实现方式
OSI模型有7个层次，而TCP/IP模型只 有4个层次。
应用层
总结词
应用程序接口和通信服务
详细描述
应用层为应用程序提供接口，以实现各种网络通信服务。它处理用户请求和响应，并负 责应用程序之间的通信。常见的应用层协议包括HTTP、FTP、SMTP等。
03
OSI模型各层之间的关系与通信原理
各层之间的关系
数据链路层与物理层的关系
数据链路层通过物理层提供的比特流传输数据，对数据进行控制 ，保证数据的正确传输。
层次对应关系
OSI模型中的某些层次与TCP/IP模 型中的层次存在对应关系，例如 OSI模型的应用层与TCP/IP模型的 应用层相对应。
协议独立性
两者都强调协议的独立性，即各层 只关心本层的协议，不受其他层的 影响。
OSI模型与TCP/IP模型的融合与发展
融合
随着网络技术的发展，OSI模型与TCP/IP 模型的界限逐渐模糊，两者在某些方面 开始融合。例如，在实际应用中，某些 设备或系统可能同时实现了OSI模型和 TCP/IP模型的某些层次。
网络层
总结词
数据包的路由和转发
详细描述
网络层负责将数据包从源地址发送到目的地址。它通过路由协议确定最佳路径，并在每个节点上转发数据包。这 一层还处理地址解析和数据包的分段。
osi体系结构的基本模型
osi体系结构的基本模型OSI（开放系统互联）体系结构是计算机网络领域中的一个重要概念，它是国际标准化组织（ISO）在20世纪80年代提出的一种网络架构模型。
OSI体系结构将计算机网络的功能划分为七个不同的层次，每个层次负责不同的任务，从而使得网络的设计和实现更加模块化和可扩展。
本文将介绍OSI体系结构的基本模型及其各层次的功能。
OSI体系结构的基本模型由七个层次组成，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。
下面将对每个层次的功能进行详细介绍。
1. 物理层：物理层是OSI体系结构中最底层的层次，它负责定义传输数据所需的物理介质和传输方式，包括电压、电流、物理接口等。
物理层的功能主要涉及信号传输、数据编码和时钟同步等。
2. 数据链路层：数据链路层位于物理层之上，它负责在物理层提供的传输介质上建立数据链路连接，实现可靠的数据传输。
数据链路层的功能包括帧的封装与解封装、差错检测与纠正、流量控制和访问控制等。
3. 网络层：网络层是OSI体系结构中的第三层，它负责数据在网络中的传输和路由选择。
网络层主要实现数据包的分组和转发，并通过路由算法选择合适的路径将数据从源节点传输到目的节点。
4. 传输层：传输层位于网络层之上，它主要负责提供端到端的可靠数据传输服务。
传输层的功能包括数据分段与重组、流量控制、差错检测与纠正以及数据传输的可靠性保证等。
5. 会话层：会话层是在传输层和表示层之间的一个抽象层，主要负责管理和协调通信会话。
会话层的功能包括会话的建立、维护和终止，以及数据的分割和重组等。
6. 表示层：表示层位于会话层和应用层之间，它负责对数据进行格式化和转换，以便不同的应用程序之间可以相互理解和交换数据。
表示层的功能包括数据的加密与解密、数据的压缩与解压缩以及数据的编码与解码等。
7. 应用层：应用层是OSI体系结构中最高层的层次，它提供了各种应用程序所需的网络服务和接口。
应用层的功能包括远程登录、文件传输、电子邮件、网页浏览等。
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OSI参考模型将计算机网络分为 层，其划分 参考模型将计算机网络分为7层 参考模型将计算机网络分为 层次的主要原则是： 层次的主要原则是： （1）各层之间界面清晰自然，易于理解， 相互交流尽可能少。 （2）各层功能的定义独立于具体实现 的方法。 （3）网中各节点都有相同的层次，不 同节点的同等层具有相同的功能。 （4）保持下层对上层的独立性，单向 使用下层提供的服务。
OSI参考模型与TCP/IP参考模型都不是特别完美，由于在ISO制定OSI参考模型过程 中总是着眼于通信模型所必需的功能，理想化得等待政府行为来统一各种网络协 议，在制定过程中忽略了互联网协议的重要性。当考虑到这一点时，却由于功能 复杂难以实现等原因，失去了市场。而TCP/IP模型在现存的协议基础上，考虑到 “将协议实际安装到计算机中如何进行编程最好”实际应用的问题，使得在实现 上比较容易，得到了广大用户得支持，也得到了大厂商的支持，所以TCP/IP参考 模型得到了发展。
计算机网络的层次结构模型
，计 机网络 层结构 网络 层结构 现其实 将复杂 网络 务 为多个可处 ， 问题简单 。 这 可处 块 间 单 赖关系， 块 间 单 务与 务 关系，从 构 层 关系，这 层。 ，计算机网络采用层次结构模型的意义 层次结构体现对复杂问题“分而治之”的模块化方法，它可以大大 降低复杂问题的处理难度，这正式网络研究中采用层次结构的意义。 主要体现在以下几点： (1) 各层之间相互独立,高层不需要知道其低层如何实现的,只需要知道该层通 过层间接口所提供的服务. (2) 灵活性好.当任何一层发生变化时,只要接口关系保持不变,则在这层以上或 者以下的各层不受影响,另外,当某层提供的服务不再需要甚至可将这层取消 3) 各层可以采用不同的技术来实现. (4) 易于实现和维护.因为整个系统被分解为若干个易于处理的部分. (5) 有利于促进标准化.
TCP/IP参考模型是另一个重要的计算机网络体系结构参考模 型。在该模型中，将网络划分为4层，其分别为网络接入层、 网络层、传输层和应用层，其结构如图所示。
OSI模型
TCP/IP模型
两种模型的比较： 1、 分层模型存在差别。TCP/IP模型没有会话层和表示层，并且数据链路层和物理层合而为 一。造成这样的区别的原因在于：前者是以：“通信协议的必要功能是什么？”这个问题未 中心，再进行模型化；而后者是以：“为了将协议实际安装到计算机中如何进行编程最好？” 这个问题为中心，再进行模型化的。所以，TCP/IP的实用性强。 2、 OSI模型有3个主要明确概念：服务、接口、协议。而TCP/IP参考模型最初没有明确区分 这三者。这是OSI模型最大的贡献。 3、 TCP/IP模型一开就考虑通用连接（Universal Interconnection），而OSI模型考虑的是 由国家运行并使用OSI协议的连接。 4、 通信方式上面，在网络层OSI模型支持无连接和面向连接的方式，而TCP/IP模型只支持 无连接通信模式；在传输层OSI模式仅有面向有连接的通信，而TCP/IP模型支持两种通信方 式，给用户选择机会。这种选择对简单的请求－应答协议是非常重要的。 两种模型的命运： 5 、技术上的缺陷是致命的。由于OSI模型忽略了互联的问题、数据安全、加密问题和网络 管理等问题，等到不断修补的时候它已经失去了市场。另外，OSI协议推出时，TCP/IP协议 已经被广泛的应用于大学科研、很多开发商已经在谨慎地交付TCP/IP产品，再加上策略上的 失误导致了OSI从来没有真正意义上的实现过。 6 、虽然TCP/IP模型同样有很多的缺陷。但是，由于它一开始就着眼于通用连接，使得 TCP/IP模型以及其协议，可在任何互连的网络集合中进行通信。这十分引人注目。另外，它 所表现出来的惊人的生命力，就显得更加有趣。它形成的基本技术连接了一个61个国家的家 庭、学校。公司和政府实验室的全球互联网。在短短的几年时间内，形成了一个事实上存在 的模型——TCP/IP模型。