计算机网络——体系结构

最近在复习计算机网络的一些知识，将其整理出来也算作为一种回顾。这一节简单介绍两种体系结构及其优缺点和差别。后续章节将会具体介绍每一层中的具体知识及相关协议等。

1. OSI/RS（开放系统互联参考模型）

1. OSI/RM是一个概念性框架，采用分层结构，每一层都有独立的协议。分层的好处是：（1）结构简单，功能单一（2）层间无关性：上层向下层请求服务，下层向上层提供服务（3）将复杂问题简单化，高层屏蔽了低层的细节问题。
2. OSI模型的分层结构

• 应用层（Application):为应用进程提供访问OSi环境的手段
• 表示层（presentation）:出于不同的目的在数据发之前和接收之后改变传输信息的形式，比如进行数据的压缩，解压；加密，解密等操作。
• 会话层（session）：不同主机之间建立会话的过程
• 传输层（transport）：确保源节点某进程到目标节点某进程的报文的正确传输（端到端），主要负责连接的建立、删除，流量控制，拥塞控制，差错控制
• 网络层（network）：源节点到目标节点包/分组的正确传输，主要解决了路由选择、更新，拥塞控制，提供虚电路和数据包两种分组传输
• 数据链路层（datalink）：节点间帧的正确传输。主要解决了介质访问控制、透明传输、流量控制、差错控制
• 物理层（physical):是唯一一层只由硬件构成，负责节点间比特流的正确传输，主要解决了电气特性：电气参数等；机械特性：接口转换器的大小，形状，数量等；功能特性：引脚的功能，电路的作用等。

3. 一些定义的介绍：

• 实体：实现该层功能的软硬件
• 对等实体：接收方和发送方相同层次的实体
• 协议：某一层次中指导对等实体进行通信的规则，协议的三要素为：语法（规定了信息的形式或者数据的格式）、语义（解释了协议各元素的含义）、同步时序（发送速度和接收信息后的正确排序）
• 服务：定义了该层应该做什么。上层向下层请求服务，下层向上层提供服务。
• 服务访问点（SAP）：上下层实体间进行信息交互的接口
• 服务原语：上下层交互的信息。
• 服务原语一共有四类：
  （1）请求（request）：实体希望得到某种服务，是上层对下层
  （2）指示（indication）:实体被通知进行某种操作，是下层对上层
  （3）响应（response）：实体对某个操作进行响应，是上层对下层
  （4）确认（confirm）：请求被对方接受的证实，是下层对上层
• 流量控制：是进行端到端的控制（两台主机），因为发送者如果发送速度过快而接受者接受的速度跟不上会导致丢包，所以通过滑动窗口机制根据接受者的速度控制发送者发送的速度使接受者来得及接收。
• 拥塞控制：与流量控制相关，但是是作用于整个网络。当多个节点进行信息传输共享信道的时候就需要进行拥塞控制，比如需要考虑到路由器的缓存容量造成的缓存溢出问题等
• 透明传输：无论数据是怎样的组织形式都能在链路上进行传输
• 访问介质控制：当公用的信道产生竞争的时候，需要分配信道的使用权问题。定义了数据如何在介质上进行传输。

2.TCP/IP分层模型

分层结构：

• 网络接口层：对应OSI/RM的下两层，负责将网络层的IP包通过物理层转发，只是单纯的接口，并无具体的协议
• 网际层：对应OSI/Rm的网络层，有效解决了异种网络互联的问题，提供了全网统一标识IP
• 传输层：对应OSI/RM的传输层，为应用进程提供端到端的传输
• 应用层：对应OSI/RM的应用层、表示层、会话层

3.两种结构比较

相似：

• 层次的划分相似
• 基于独立的协议族

不同：

• OSI/RM是从概念模型到协议实现，TCP/IP是从协议实现到概念描述
• 层次数量的差别
• 连接的差别
  
  优缺点：
• OSi/RM：
  缺点：效率低下，低层过度强调可靠的传输而忽略了高效的无连接传输；由专家定制，不太符合计算机和软件的工作方式。
• TCP/IP：网络接口层只定义了接口而非层的概念，网络接口层没有区分数据链路层和物理层，没有明确区分规范和实现。
  综合参考模型：（五层结构）
  应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层