构成


协议

网络协议(network protocol)是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定,也可简称为协议,由语法、语义和同步三个要素构成。

语法

语法是数据与控制信息的结构或格式。

语义

语义指需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。

同步

同步是事件实现顺序的详细说明。

划分层次

各层应具备的功能

各层所要完成的功能(至少有一种):

  1. 差错控制。使相应层次对等方的通信更加可靠。
  2. 流量控制。发送端的发送速率必须使接收端来得及接收。
  3. 分段和重装。发送端将要发送的数据块划分为更小的单位,在接收端将其还原。
  4. 复用和分用。发送端几个高层会话复用一条低层的连接,在接收端再进行分用。
  5. 连接建立和释放。交换数据前先建立一条逻辑连接,数据传送结束后释放连接。

优点

  1. 各层之间是独立的。上层只调用下一层提供的接口,并实现一种相对独立的功能。
  2. 灵活性好。只要接口不变,当任何一层发生变化时,其他层都不受影响。当不再需要某层提供的服务时,甚至可以将这层取消。
  3. 结构上可分割开。各层都可以采用最合适的技术来实现。
  4. 易于实现和维护。这种结构使得实现和调试一个庞大而又复杂的系统变得更加容易,因为整个系统己被分解为若干个相对独立的子系统。
  5. 能促进标准化工作。因为每一层的功能及其所提供的服务都己有了精确的说明。

不同的体系结构


计算机网络体系结构

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应用层

应用层通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。应用层协议定义的是应用进程间通信和交互的规则。互联网中的应用层协议很多,如域名系统 DNS、支持万维网应用的 HTTP 协议、支持电子邮件的 SMTP 协议,等等。应用层交互的数据单元称为报文(message)。

运输层

运输层负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。应用进程利用该服务传送应用层报文。多种应用可以使用同一个运输层服务。
运输层主要使用两种协议:

  • 传输控制协议 TCP 一一 提供面向连接的、可靠的数据传输服务,其数据传输的单位是报文段(segment)。
  • 用户数据报协议 UDP 一一 提供无连接的尽最大努力的数据传输服务(不保证数据传输的可靠性),其数据传输的单位是用户数据报。

网络层

网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时,网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。在 TCP/IP 体系中,由于网络层使用 IP 协议,因此分组也叫作 IP 数据报,或简称为数据报。
互联网是由大量的异构网络通过路由器相互连接起来的。互联网使用的网络层协议是无连接的网际协议IP和许多种路由选择协议,因此互联网的网络层也叫作网际层或 IP 层。

数据链路层

数据链路层常简称为链路层。在两个相邻节点之间传送数据时,数据链路层将网络层交下来的 IP 数据报组装成帧,在两个相邻节点间的链路上传送帧。每一帧包括数据和必要的控制信息(如同步信息、地址信息、差错控制等)。

物理层

在物理层上所传数据的单位是比特。