計算機網路體系結構
OSI參考模型
在計算機網路產生之初，每個計算機廠商都有一套自己的網路體系結構的概念，它們之間互不相容。為此，國際標準化組織（ISO）在1979年建立了一個分委員會來專門研究一種用於開放系統互聯的體系結構（Open Systems Interconnection），簡稱OSI。「開放」這個詞表示：只要遵循OSI標準，一個系統可以和位於世界上任何地方的、也遵循OSI標準的其他任何系統進行連接。這個分委員會提出的OSI參考模型定義了連接異種計算機的標準框架。OSI參考模型分為7層，分別是物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層，模型結構如圖1所示。
圖1 OSI模型
OSI模型的功能定義
1.物理層（Physical Layer）
要傳遞信息就要利用一些物理媒體，如雙絞線、同軸電纜等，但具體的物理媒體並不在OSI的7層之內，有人把物理媒體當做第0層。物理層的任務就是為它的上一層提供一個物理連接，以及它們的機械、電氣、功能和過程特性。如規定使用電纜和接頭的類型、傳送信號的電壓等。在這一層，數據還沒有被組織，僅作為原始的位流或電氣電壓處理，單位是比特。
2.數據鏈路層（Data Link Layer）
數據鏈路層負責在兩個相鄰結點間的線路上，無差錯地傳送以幀為單位的數據。每一幀包括一定數量的數據和一些必要的控制信息。和物理層相似，數據鏈路層要負責建立、維持和釋放數據鏈路的連接。在傳送數據時，如果接收點檢測到所傳數據中有差錯，就要通知發送方重發這一幀。
3.網路層（Network Layer）
在計算機網路中進行通信的兩台計算機之間可能會經過很多個數據鏈路，也可能還要經過很多通信子網。網路層的任務就是選擇合適的網間路由和交換結點，確保數據及時傳送。網路層將數據鏈路層提供的幀組成數據包，包中封裝有網路層包頭，其中含有邏輯地址信息——源站點和目的站點地址的網路地址。
4.傳輸層（Transport Layer）
該層的任務是根據通信子網的特性最佳地利用網路資源，並以可靠和經濟的方式，為兩個端系統（也就是源站和目的站）的會話層之間，提供建立、維護和取消傳輸連接的功能，負責可靠地傳輸數據。在這一層，信息的傳送單位是報文。
5.會話層（Session Layer）
這一層也可以稱為會晤層或對話層，在會話層及以上的高層次中，數據傳送的單位不再另外命名，統稱為報文。會話層不參與具體的傳輸，它提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立和維護應用之間通信的機制。如伺服器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。
6.表示層（Presentation Layer）
這一層主要解決用戶信息的語法表示問題。它將欲交換的數據從適合於某一用戶的抽象語法，轉換為適合於OSI系統內部使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉換數據服務。數據的壓縮和解壓縮、加密和解密等工作都由表示層負責。
7.應用層（Application Layer）
應用層確定進程之間通信的性質以滿足用戶需要，以及提供網路與用戶應用軟體之間的介面服務。
在應用中，為了方便起見，常常把上面的7個層次分為低層與高層。低層為1～4層，是面向通信的，高層為5～7層，是面向信息處理的。開放系統互聯是使世界範圍內的應用進程能開放式（而不是封閉式）地進行信息交換。目前形成的開放系統互聯基本參考模型的正式文件是ISO 7498國際標準，又記為OSI/RM，籠統地稱為OSI，我國的相應標準是GB 9387。
TCP/IP協議
TCP/IP協議（Transfer Control Protocol/Internet Protocol）傳輸控制協議/網間協議，又稱網路通信協議，這個協議是Internet（國際互聯網）的基礎。TCP/IP是網路中使用的基本通信協議。雖然從名字上看TCP/IP包括兩個協議，傳輸控制協議（TCP）和網間協議（IP），但TCP/IP實際上是一組協議，它包括上百個各種功能的協議，如遠程登錄、文件傳輸和電子郵件等，而TCP協議和IP協議是保證數據完整傳輸的兩個基本的重要協議。通常說TCP/IP是Internet協議族，而不單單是TCP協議和IP協議。
TCP/IP是用於計算機通信的一組協議，我們通常稱它為TCP/IP協議族。它是20世紀70年代中期美國國防部為其ARPANET廣域網開發的網路體系結構和協議標準，以它為基礎組建的INTERNET是目前國際上規模最大的計算機網路。正因為INTERNET的廣泛使用，使得TCP/IP成了事實上的標準。之所以說TCP/IP是一個協議族，是因為TCP/IP協議包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNETFTP、SMTP、ARP、TFTP等許多協議，這些協議一起稱為TCP/IP協議。
以下對協議族中一些常用協議英文名稱和用途進行介紹：
TCP傳輸控制協議
IP網間協議
UDP用戶數據報協議
ICMP互聯網控制信息協議
SMTP簡單郵件傳輸協議
SNMP簡單網路管理協議
FTP文件傳輸協議
ARP地址解析協議
從協議分層模型方面來講，TCP/IP由四個層次組成：
網路介面層、網間層、傳輸層、應用層。
（1）網路介面層
是TCP/IP軟體的最低層，負責接收IP數據報並通過網路發送之，或者從網路上接收物理幀，抽出IP數據報，交給IP層。
（2）網間層
負責相鄰計算機之間的通信。其功能包括三方面。一是處理來自傳輸層的分組發送請求，收到請求後，將分組裝入IP數據報，填充報頭，選擇去往信宿機的路徑，然後將數據報發往適當的網路介面。二是處理輸入數據報：首先檢查其合法性，然後進行尋徑——假如該數據報已到達信宿機，則去掉報頭，將剩下部分交給適當的傳輸協議；假如該數據報尚未到達信宿，則轉發該數據報。三是處理路徑、流控、擁塞等問題。
（3）傳輸層
提供應用程序間的通信。其功能包括：一是格式化信息流；二是提供可靠傳輸。為實現後者，傳輸層協議規定接收端必須發回確認，並且假如分組丟失，必須重新發送。
（4）應用層
向用戶提供一組常用的應用程序，比如電子郵件、文件傳輸訪問、遠程登錄等。遠程登錄使用Telnet協議提供在網路其他主機上註冊的介面。Telnet會話提供了基於字元的虛擬終端。文件傳輸訪問FTP使用FTP協議來提供網路內機器間的文件複製功能。
OSI參考模型與TCP/IP協議
OSI模型與TCP/IP協議對應關係如圖2所示。
（1）網路介面層包括了硬體介面和協議ARP及RARP，這兩個協議主要用來建立送到物理層上的信息和接收從物理層上傳來的信息。
圖2 OSI與TCP/IP的對應關係
（2）網間層中的協議主要有IP、ICMP、IGMP等，由於包含了IP協議模塊，所以是所有基於TCP/IP協議網路的核心。在網間層中，IP模塊完成大部分功能。ICMP和IGMP以及其他支持IP的協議幫助IP完成特定的任務，如傳輸差錯控制信息以及主機/路由器之間的控制電文等。網路層掌管著網路中主機間的信息傳輸。
（3）傳輸層上的主要協議是TCP和UDP。正如網路層控制著主機之間的數據傳遞，傳輸層控制著那些將要進入網路層的數據。兩個協議就是它管理這些數據的兩種方式：TCP是一個基於連接的協議UDP則是面向無連接服務的管理方式的協議。
（4）應用層位於協議棧的頂端，它的主要任務就是各種具體的應用了。比如Telnet（提供遠程登錄服務）、FTP、SMTP、SNTP（簡單網路管理協議）、DNS（域名解析服務）和HTTP（超文本傳輸協議）等。
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