1、网络体系结构的定义
计算机网络是一个复杂的系统,相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作。为了降低系统设计和实现的难度,把计算机网络要实现的功能进行结构化和模块化的设计,将整体功能分为几个相对独立的子功能层次,各个功能层次间进行有机的连接,将庞大而复杂的问题转化为若干较小的局部问题进行处理,使问题简单化。
网络体系结构(architecture):计算机网络的各层、层中协议和层间接口的集合。
为了完成计算机间的通信协作,把开放系统互连的功能划分成定义明确的层次,并规定了对等层实体间通信的协议;而在相邻层之间都有层间接口,接口定义了下层向上层提供的服务。在协议的控制下,各对等层实体间的通信使得每一层能够向上一层提供服务,从而实现了网络的通信。网络各层、对等层进行通信的协议以及相邻层接口的集合称为网络体系结构。
2、网络协议
(1)什么是网络协议
计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则。 这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题(同步含有时序的意思)。
网络协议(network protocol),简称为协议,是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
(2)网络协议三要素
一个网络协议由语法、语义和同步三个要素所组成。语法是指数据和控制信息的结构或格式,它用于确定通信时采用的数据格式、编码、信号电平等。通俗地讲,语法规定了通信双方之间“讲什么”的问题。语义由通信过程的说明构成,它规定了需要发出何种控制信息、完成何种控制动作及做出何种响应,对发布请求、执行动作以及返回应答予以解释,并确定用于协调和差错处理的控制信息。语义解决了通信双方之间“如何讲”的问题。同步是对事件实现顺序的详细说明,它用于确定事件的顺序以及速度匹配。同步解决了通信双方之间“何时讲”的问题。
语法:数据与控制信息的结构或格式 。
语义: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:事件实现顺序的详细说明。
3、OSI参考模型
OSI将网络通信过程分为若干协议层,每层实现通信过程中的某一部分功能;发送和接收双方应具有相同的协议层,双方同一协议层的协议必须一致。
(1)层次结构
(2)通信过程
4、网络设备:
第一层: Repeater、 Hub
第二层: Bridges、 Switch
第三层: Router
5、TCP/IP的体系结构
(1)四层协议的体系结构
TCP/IP 是四层的体系结构:应用层、运输层、网际层和网络接口层。
沙漏状的TCP/IP协议族:Everything over IP , IP over Everything
(2)五层协议的体系结构
由于最下面的网络接口层并没有具体内容。因此往往采取折中的办法,即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点,采用一种只有五层协议的体系结构 。