网络体系结构分层研究

2.2端到端的解决方法
相比之下，在应用层对 文件传输进行校验和 (checksum)验证和重传 机制更为必要，而且应 用层中文件的属性参数 等信息知道的更多，方 便于应用层去判断是否 需要重传，比在底层实 现这些功能更为经济。
2.3论文中的其他例子
加密解密必须是
查错则可能不
由端设备来完成的， 以避免可能存在的从 网络底层向端设备传
百度文库
能完全由底层实现 如在端设备上或端
输中潜在的安全问题。 设备到网络底层的
同样的端设备也不是 传输过程中发生的
• 网际层对应OSI模型的网络层 • 运输层对应OSI模型的运输层 • 应用层则对应OSI模型的上面三层
（即应用层、表示层、会话层）
1.2 分层体系-----比较
四层架构模型
网络通信教材《Internetworking WithTCP/IP》中，未考虑TCP/IP分层和ISO 模型的对应关系，仅仅提及了TCP/IP协议架构是个四层协议系统。
《Data and Computer Communications》中 • 该书中，TCP/ IP体系结构和OSI模型的对应关系如图所示。 • 图中TCP/IP的5层模型和OSI的对应关系按功能划分
1.3 小结
各个教材的编写者的考虑角度不一样，这些层次划分及对应关系不尽相同。 其主要原因大概有以下几点：
2.1端到端观点
任何应用对功能的需求都是有特 指的，因此不可能存在一种底层 的功能满足所有的上层应用需求。
与实现所需要的较大的全局代价 相比，在网络底层实现功能往往 是冗余的、几乎没有价值的。
作者以文件传输过程来分析端到端网络设计的合理性，文件 传输过程如左图所示，可以分为5步：
• 从硬盘中提取文件 • 将文件拆分为传输协议规定的数据包 • 传输 • 接收数据包 • 将数据写入硬盘。
但是在传输过程中可能会遇 到诸多难以控制的风险
文件本身出错
通信传输过程出错
接收过程出错
数据包完整性的度量以 及其他一些未知的错误
• 针对这些隐患所采取的底层功能如 文件拷贝，超时重传，错误校验， 崩溃重试等方法不能完全有效。
• 例如： 应用层的程序不一定完全正确，这样 就导致了底层的工作量会很大，而且 不能解决实际问题。
1.2 分层体系
主要分层体系：
1.2 分层体系-----比较
四层架构模型
国内谢希仁编著的《计算机网络》和赵洪波主编的《现代通信技术概论》中， 认为TCP/ IP协议分别由应用层、传输层、网际层、网络接口层组成，是一个四层 协议结构。该分层和OSI七层模型的对应关系如图1所示：
• 最下层网络接口层对应的是OSI模 型中的物理层和链路层
1.2 分层体系-----比较
五层架构模型
《Data Communication and Networking》
TCP/IP协议架构： 物理层、链路层、 网络层、传输层、 应用层
• 前四层和OSI的模型对应； • 应用层这对应OSI的会话层、
表示层和应用层。
1.2 分层体系-----比较
五层架构模型
网络分层体系结构 端到端及其加密机制
目 录
01
网络层次结构
02
端到端设计原则
03
端到端加密机制
01
网络层次结构研究
• 网络层次结构与发展历史。 • 七层与五层服务模型的关系？ • 历史的存在性？
1.1 研究背景介绍与发展历史
计算机网络通信的出现极大的方便了人类信息传输及通信。 其中网络通信涉及到不同的异构网络、不同厂家的设备互连，因此需要制订
这个经典七层模型的设计初衷是提供一个概念性的模型。它的目的是试图达到一个 理想境界，即全世界的计算机网络都遵循这一标准。
事实上，TCP/ IP协议的提出要早于OSI七层模型。 VintonG.Cerf和Bob Kahn在1973年苏塞科斯大学组织召开了“国际网络工作 小组”提交了第一份TCP/IP协议草稿，提出Internet最初设想。之后，二人 正式发表了TCP/IP协议。1983年，TCP/IP被Unix4.2BSD系统采用。
02
端到端设计原则
参考阅读： J. Saltzer, D. Reed, D. Clark: "End-to-End arguments in System Design" ACM Transactions on Computer Systems (TOCS), Volume 2 , Issue 4 (November 1984)
随着Unix系统在科研中的成功使用，TCP/IP协议也渐渐成为Unix主机操作 系统的标准网络协议。
Internet是由ARPANET发展起来的，ARPANET发展于70年代初，它最初使用的是 NCP（Network Control Protocol）协议。
鉴于TCP/IP协议具有跨平台、开放、可以连接不同网络的特性，ARPANET的开 发人员对TCP/IP协议进行了一定的改进，将它作为ARPANET的通信规范，规定 连入ARPANET的所有计算机都必须采用TCP/IP协议。随着ARPANET逐渐发展成 为Internet，TCP/IP协议就成为Internet的标准连接协议。
大量的相关通信协议，通常这些协议按其内容及作用被划分为不同的层次。
1983年，ISO（International Organization for Standards）组织提出了OSI （International Organization for Standards）七层模型，也就是著名的ISO 7498标准。 该标准中，提出计算机网络将通信过程抽象组织为大约7层： 应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层以及物理层。
• 根据文献《计算机网络》（谢希仁）一书中所描述的内容而看实质上， TCP/IP协议只有三层，即应用层、运输层、网际层（网络层），因为最下 面的网络接口层并没有实质的具体内容。
• 更重要的是，TCP/IP协议产生于OSI七层模型之前，它们不能精确匹配。因 为当年参与设计开发TCP/IP协议的先驱们首先考虑的是实用性，不可能去 按照后来提出的OSI模型去考虑TCP/IP网络体系结构的分层。