计算机网络: 第一章 概述_3:计算机网络的体系结构

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计算机网络体系结构是指计算机网络设计和实现的框架和规范，它包括不同层次和组件的组织方式。常见的计算机网络体系结构有两种主要模型：OSI模型和TCP/IP模型。

1. OSI模型（开放系统互联模型）

OSI模型由国际标准化组织（ISO）提出，分为七个层次：

• 物理层（Physical Layer）：负责数据的物理传输，包括电缆、接口等硬件。
• 数据链路层（Data Link Layer）：提供错误检测和纠正，处理节点间的数据传输。
• 网络层（Network Layer）：负责数据包的路由选择和转发。
• 传输层（Transport Layer）：提供端到端的数据传输，确保数据完整性和正确顺序。
• 会话层（Session Layer）：管理和控制会话的建立、维护和终止。
• 表示层（Presentation Layer）：负责数据的编码、解码和加密解密。
• 应用层（Application Layer）：为应用程序提供网络服务接口，例如HTTP、FTP等协议。

2. TCP/IP模型

TCP/IP模型是互联网的基础，由四个层次组成：

• 网络接口层（Link Layer）：处理局域网中的数据传输，包括物理层和数据链路层功能。
• 网际层（Network Layer）：主要包括IP协议，负责数据包的路由和转发。
• 传输层（Transport Layer）：包括TCP和UDP协议，负责数据传输的可靠性和流量控制。
• 应用层（Application Layer）：涵盖了所有网络应用协议，例如HTTP、FTP、SMTP等。

OSI标准失败的原因

1. 专家没有实际经验完成标准时没有商业驱动力
2. 协议实现过分复杂运行效率很低
3. 标准的制定周期太长产品无法及时进入市场
4. 层次划分不太合理有些功能在多个层次中重复出现

3. 三种体系结构

4. 计算机网络体系结构分层的必要性

计算机是个非常复杂的系统, “分层”可将庞大复杂的问题转化为若干较小的局部问题.

应用层: 解决通过应用进程的交互来实现特定网络应用的问题
运输层: 解决进程之间基于网络的通信问题
网络层: 解决数据包在 多个网络之间传输和路由 的问题
数据链路层: 解决数据包在 一个网络或一段链路上传输 的问题
物理层: 解决使用何种信号来表示比特0和1的问题

5. 计算机网络体系结构分层思想举例

6. 计算机网络体系结构中是专用术语

实体

实体是指任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
对等实体是指通信双方相同层次中的实体。

协议

协议是控制两个对等实体在“水平方向” 进行“逻辑通信”的规则的集合。

服务

在协议的控制下，两个对等实体在水平方向的逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务。

要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。

协议是“水平”的，而服务是“垂直”的。

实体看得见下层提供的服务，但并不知道实现该服务的具体协议。下层的协议对上层的实体是“透明”的。

在同一系统中相邻两层的实体交换信息的逻辑接口称为服务访问点SAP，它被用于区分不同的服务类型。

帧的“类型”字段、IP数据报的“协议”字段，TCP报文段或UDP用户数据报的“端口号”字段都是SAP。

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练习题

【2017年 题33】假设OSI参考模型的应用层欲发送400B的数据（无拆分），除物理层和应用层之外，其他各层在封装PDU时均引入20B的额外开销，则应用层数据传输效率约为（ ）。

练习题答案

B C B A C C

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