计算机网络参考模型

1. TCP/IP参考模型

OSI模型(Open Systems Interconnection，开放式系统互联模型)，这个模型共有7层，如图：

OSI参考模型仅是一个理想方案，几乎没有什么系统能够完全实现它，它存在的作用是给人们一个设计网络体系的框架。TCP/IP实现了OSI参考模型中的5层，如下图所示，各层使用的协议连在一起便是互联网协议堆栈。

1.1 应用层

应用层是网络应用程序和它们的应用层协议存在的地方。Internet应用乘包含许多协议，如：HTTP、SMTP和FTP。

1.2 传输层

Internet的传输层在应用程序的客户和服务器之间传递应用层消息，在这里定义了两个点对点的传输协议--TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据包协议)。

TCP是一个可靠的面相连接的协议，它允许源于一个机器的字节流呗无错误地传输到Internet上的任何其他机器。TCP讲上次的传递的字节流分成封包，在接着传递到它的下场--网络层。在接收方，TCP重新集合接收到的封包，将其转化为输出流。TCP也出来流控制，以确保一个快的发送者不会发送太多的封包而湮没接收者。

UDP是一个不可靠的无连接的协议，它是为那些不需要TCP的序列号管理和流控制，而想自己提供这些功能的应用程序设计的。

Windows为传输层的编程接口提供了Socket函数，即通常所说的Winsock。

1.3 网络层

Internet 的网络层负责将网络层封包从一个主机移动到其他主机，这里的网络封包称为数据据报（datagram）。在源主机，Internet 传输层协议（TCP 或UDP）向网络层传递一个传输层节和一个目的地址，就如同你给邮递员一个带有地址的信。然后，网络层提供将这个节邮递到目的主机传输层的服务。

Internet 的网络层有两个基本组件。

一个是IP 协议，它定义了数据报中各域以及终端系统和路由器如何在这些域上进行操作。仅有一个IP（Internet Protocol）协议，所有有网络层的Internet 组件都必须运行这个协议。

另一个是路由协议，它们用来决定数据报所走的路径。

网络层的路由协议很多，因为Internet 含有多种不同类型的网络，各个网络使用的路由协议有可能不同。即便是这样，网络层还是经常被人们简单地称为IP 层，反映了IP 是将Internet绑在一起的胶带。

1.4 链路层

Internet 的网络层通过一系列的路由器在源地址和目的地址之间传输数据报。为了将封包从路径上的一个节点移动到下一个节点，网络层依赖于链路层的服务。在每个节点，网络层传递数据报到下面的链路层，让它将之发送到路径上的下一个节点。在下一个节点，链路层再把这个数据报传递给网络层。

链路层间的通信方式有两种，一种是将数据发给它所有相邻的节点，这便是广泛用于LAN（Local Area Network，局域网）的广播通信；另一种是应用于WAN 中的点对点通信，

例如，两个路由器之间或者住宅的拨号调制解调器（Modem）和ISP 路由之间的通信。

对应这两种通信方式的常用协议有Ethernet 和Point-to-Point（PPP）。

对一个给定的连接来说，链路层协议主要实现在适配器中，即我们平常所说的NIC（Network Interface Card，网卡），它有一个主机总线接口和一个连接接口。传输节点的网络层把网络层数据报传递到适配器，由适配器将此数据报封装到链路层的帧中，然后把这个帧输到物理层通信链路。在另一方，接收适配器接收到整个帧，从中萃取出网络层数据报，将它传给网络层。

1.5 物理层

链路层的工作是从一个网络节点向其临近的网络节点传送整个帧，其下面的物理层的工

作是将帧中的原始比特流从一个节点传送到下一个节点