計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是以某種形式連接的一組計算機(jī)系統(tǒng)。它需要通信線路和通信設(shè)備、具有獨(dú)立功能的計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)軟件的支持、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享的能力四個要素的支持。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有兩大參考模型，即OSI模型和TCP/IP模型。 OSI模型是理論模型，TCP/IP模型已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)事實(shí)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前的通信網(wǎng)絡(luò)一般采用TCP/IP。協(xié)議套件和應(yīng)用程序編程都是使用套接字編程的。

1. 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)關(guān)鍵概念

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)涉及以下重要概念。

協(xié)議：為在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中交換數(shù)據(jù)而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合。

通信協(xié)議：雙方必須遵守的規(guī)則和約定稱為通信協(xié)議。通信雙方對數(shù)據(jù)的理解需要基于約定和約定。

：兩個相鄰層之間的邊界。接口規(guī)定了下層向上層提供的服務(wù)以及服務(wù)使用的形式化規(guī)范聲明（服務(wù)原語）。

服務(wù)：某一層提供的功能，可以通過接口提供給其相鄰的上層。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)每一層的功能以及每一層所遵循的協(xié)議的精確定義的集合。

協(xié)議棧：網(wǎng)絡(luò)各層協(xié)議按層次順序排列的協(xié)議序列。

點(diǎn)對點(diǎn)：體現(xiàn)在物理二對二連接上，是一種物理拓?fù)洹＠?，光纖必須是點(diǎn)對點(diǎn)連接。點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議體現(xiàn)在IP網(wǎng)絡(luò)層或以下兩層。 IP網(wǎng)絡(luò)層是兩個路由器之間的點(diǎn)對點(diǎn)通信，中間沒有其他通信設(shè)備。點(diǎn)對點(diǎn)傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是發(fā)送端設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)后，其任務(wù)已經(jīng)完成通信工程線路軟件破解版，不需要參與整個傳輸過程，不會浪費(fèi)發(fā)送端設(shè)備的資源此外，即使接收器設(shè)備斷電或發(fā)生故障，也可以使用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)對點(diǎn)對點(diǎn)傳輸進(jìn)行緩沖。點(diǎn)對點(diǎn)傳輸?shù)娜秉c(diǎn)是發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)后，不知道接收方是否或何時可以接收到數(shù)據(jù)。 IP及以下層使用點(diǎn)對點(diǎn)傳輸。

端到端：邏輯成對連接。端到端體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)傳輸層。例如，要從 A 向 E 傳輸數(shù)據(jù)，可能要經(jīng)過 A->B->C->D->E。對于傳輸層來說Easy2Convert BMP to JPG Pro(圖像轉(zhuǎn)換工具)，它并不知道B、C、D的存在，它只認(rèn)為分組數(shù)據(jù)是直接從A到E的，這就是所謂的端到端?？傊?，端到端是由無數(shù)的點(diǎn)對點(diǎn)實(shí)現(xiàn)和組成的。

2. 網(wǎng)絡(luò)分層模型

分層可以簡化復(fù)雜的問題，網(wǎng)絡(luò)分層也是基于這個原理。網(wǎng)絡(luò)分層簡化了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，提高了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)化程度。網(wǎng)絡(luò)分層就是上層依賴下層，只有底層是物理實(shí)際通信，其他對等層是虛擬通信。分層的原理和方法如下圖17-1所示。網(wǎng)絡(luò)分層模型涉及以下術(shù)語。

：每一層中的活動元素，可以是任何可以發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。在許多情況下，實(shí)體是特定的 軟件 模塊。

對等實(shí)體：駐留在不同機(jī)器上同一層的實(shí)體。

服務(wù)提供者：第n層（下層）是第n+1層（上層）的服務(wù)提供者。

服務(wù)用戶：n+1層（上層）為n層（下層）的服務(wù)用戶。

Point (SAP)：提供服務(wù)的地方，即接口上相鄰的兩層實(shí)體交換信息的地方。

服務(wù)與協(xié)議的關(guān)系：服務(wù)是縱向的，協(xié)議是橫向的。 n層的服務(wù)用戶只能看到n層的服務(wù)，看不到n層的協(xié)議。在n層協(xié)議控制下的兩個對等實(shí)體之間的通信使n層能夠向n+1層提供服務(wù)。實(shí)現(xiàn)n-層協(xié)議需要使用n-1層提供的服務(wù)。

的兩種網(wǎng)絡(luò)模型（OSI 模型和 TCP/IP 模型）是基于分層原理實(shí)現(xiàn)的。通過網(wǎng)絡(luò)分層，可以獲得的好處是：每一層相互獨(dú)立，相鄰層之間的交互只通過接口，降低了整個問題的復(fù)雜度。結(jié)構(gòu)可以劃分，每一層都可以用最合適的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。各層功能簡單，易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。當(dāng)某一層發(fā)生變化時通信工程線路軟件破解版，只要不改變接口服務(wù)之間的關(guān)系，其他層不受影響，靈活性好。分層有助于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化。

3.OSI 網(wǎng)絡(luò)模型

(1）OSI 分層模型

開放系統(tǒng)互連（OSI）是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在1984年提出的網(wǎng)絡(luò)參考模型。作為一個概念框架，希望不同的設(shè)備制造商和應(yīng)用程序軟件開發(fā)者遵循這個未來的標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在，這種模型已經(jīng)成為計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)之間通信的主要模型。目前使用的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的結(jié)構(gòu)都是基于OSI模型或參考OSI模型的。

OSI模型將網(wǎng)絡(luò)分為七層，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層，如下圖所示。

OSI分層模型的各層解釋如下：

物理層是參考模型的底層。該層是網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，由連接不同節(jié)點(diǎn)的電纜和設(shè)備組成。物理層指定激活、維護(hù)和停用通信端點(diǎn)之間的機(jī)械、電氣、功能和程序特性。該層為上層協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)提供了物理介質(zhì)。在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為比特。

數(shù)據(jù)鏈路層是參考模型的第二層。主要功能是：基于物理層提供的服務(wù)，在通信實(shí)體之間建立數(shù)據(jù)鏈路連接，以“幀”為單位傳輸數(shù)據(jù)包，利用差錯控制和流量控制的方法使物理線路出現(xiàn)差錯。進(jìn)入無錯誤的數(shù)據(jù)鏈路。

網(wǎng)絡(luò)層是參考模型的第三層。主要功能是：為節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸建立邏輯鏈路，通過路由算法為數(shù)據(jù)包選擇最合適的路徑通過通信子網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等功能。

傳輸層是參考模型的第 4 層。主要功能是為用戶提供可靠的端到端服務(wù)，處理數(shù)據(jù)包錯誤、數(shù)據(jù)包順序和其他一些關(guān)鍵的傳輸問題。傳輸層從上層屏蔽了下層數(shù)據(jù)通信的細(xì)節(jié)，是計算機(jī)通信架構(gòu)中的關(guān)鍵層。

會話層是參考模型的第 5 層。主要功能有：負(fù)責(zé)維護(hù)兩個節(jié)點(diǎn)之間的傳輸鏈路，保證點(diǎn)對點(diǎn)的不間斷傳輸，以及管理數(shù)據(jù)交換等功能。

表示層是參考模型的第六層。主要功能是：用于處理兩個通信系統(tǒng)中交換的信息的表示，主要包括數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)加解密、數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)等功能。

應(yīng)用層（layer）是參考模型的最高層批量加水印，為操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的接口。

(2）OSI模型具有以下特點(diǎn)

屬于層次網(wǎng)絡(luò)互連模型，分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩級結(jié)構(gòu)。

只有物理層直接相連，對等層之間使用相同的點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議。

發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)從高層傳到低層；接收數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)從低層傳到高層。

4.網(wǎng)絡(luò)分層數(shù)據(jù)流描述

下圖是網(wǎng)絡(luò)分層時的數(shù)據(jù)流圖。網(wǎng)絡(luò)中的每一層都把數(shù)據(jù)當(dāng)作一個流，每一層都有自己的傳輸單元，物理層傳輸單元是比特流PS鑒定專家，只有這一層是物理數(shù)據(jù)傳輸，其他層是邏輯的； link 層傳輸單元為幀；網(wǎng)絡(luò)層傳輸單元為數(shù)據(jù)包；傳輸層傳輸是段。當(dāng)源主機(jī)的應(yīng)用層數(shù)據(jù)傳輸?shù)较聦訒r，每一層都需要添加相應(yīng)的頭部，這稱為封裝；到達(dá)目的主機(jī)后，當(dāng)數(shù)據(jù)向上層傳輸時，需要剝離對應(yīng)的，這稱為解包。

摘自《Linux 工具與編程簡介》