2.1.4 网络体系结构
人们对计算机网络的研究是按照分层的方式进行的，就是将总体要实现的功能进行分解，分配在不同的层次中，每个层次中要实现的功能和和实现的过程都有明确的规定。计算机网络分层的方式以及各层次的功能及相互之间的关系，称为计算机网络体系结构.学习计算机网络的体系结构以及相关的概念，是理解和掌握计算机网络工作原理的基础。
在计算机网络的发展历史中，曾出现过多种不同的计算机网络体系结构，这里介绍两种最有代表性的网络体系结构。
1.OSI/RM参考模型结构
1979年，国际标准化组织ISO提出了开放系统互连（Open System Interconnection，OSI）参考模型，如图2-6所示。
OSI参考模型采用七层体系结构，由底层至高层分别称为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
（1）物理层（Physical Layer）
物理层定义硬件接口的电气特性、机械特性和应具备的功能，以及电缆如何与网卡连接、如何传输数据等。
（2）数据链路层（Data Link Layer）
数据链路层负责在两个相邻结点之间的线路上无差错地传输以帧为单位的数据。帧为数据的逻辑单位，每一帧包括数据和一些必要的控制信息（包括同步信息、地址信息、差错控制信息和流量控制信息等）。
图2-6 OSI参考模型
（3）网络层（Network Layer）
数据的传输单位是分组或包，网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的传输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交给目的站的传输层。网络层具有寻址功能。
（4）传输层（Transport Layer）
信息的传输单位是报文。传输层的任务是根据通信子网的特性最佳地利用网络资源，并以可靠的方式为两个端系统（即源站和目的站）的会话层之间，建立一条传输连接，透明地传输报文。或者说传输层向上一层（会话层）提供一个可靠的端到端的服务。
（5）会话层（Session Layer）
在会话层及更高层中，数据传输的单位没有另外的名字，一般都可称为报文。会话层不参与具体的数据传输，但是对数据传输进行管理。会话层在两个互相通信的应用进程之间，建立、组织和协调其交互（Interaction）。
（6）表示层（Presentation Layer）
表示层解决用户信息的语法表示问题。此外对所传输的信息进行加密、解密，也是表示层的任务之一。
（7）应用层（Application Layer）
应用层负责给用户一个良好的应用环境，不必担心网络资源如何分配等问题。它定义了某些软件所具备的功能和注意事项，如远程登录的方式、文件的传输与管理方法、信息交换的协议等。
2.TCP/IP模型
TCP/IP模型是美国国防部高级研究计划署为ARPANET开发的通信传输协议。它被用于构筑目前的互联网络系统，它使得任何具有网络设备的用户都能访问和共享互联网上的信息。TCP/IP模型包括应用层、传输层、网络层、网络接口层，如图2-7所示。数据在传输时，每通过一层就要在数据上加个包头，其中的数据供接收端的同一层协议使用；到达接收端时，每经过一层要把用过的包头去掉，从而保证接收的数据和传输的数据的一致性。
图2-7 TCP/IP协议分层
（1）应用层
互联网在用户应用程序级别上所遵守的所有协议都属于应用层协议，如：超文本传输协议HTTP、文件传输协议FTP（File Transfer Protocol）、简单邮件传输协议SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）、远程登录协议Telnet（Telnet Protocol）等都是常用的应用层协议。用户是在应用层上进行操作的，如收发电子邮件、进行文件传输等。
（2）传输层（TCP层）
传输层也就是传输控制协议TCP层，其主要作用是将应用层传递过来的用户应用信息进行分段处理，在各段信息中加入一些附加说明，确保接收方能够收到正确的信息。
（3）网络层（IP层）
网络层也就是IP层，是网络互连的基础，其主要作用是接收从传输层传来的分段信息，将其打成IP数据包。每个IP数据包都包含标有具体地址信息的包头，并包含从TCP层传来的信息。IP层负责确定从发送者到接收者的路由。
（4）网络接口层
网络接口层负责接收IP数据并通过网络发送，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据交给IP层。
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