计算机网络——计算机网络体系结构(1/4)-常见的计算机网络体系结构(OSI体系、TCP/IP体系、原理体系五层协议)

简介: 计算机网络——计算机网络体系结构(1/4)-常见的计算机网络体系结构(OSI体系、TCP/IP体系、原理体系五层协议)

OSI体系结构

OSI体系介绍

著名的“开放系统互连参考模型”,简称为OSI。该模型是一个七层协议的体系结构:


它是法律上的国际标准。

到了20世纪90年代初期,虽然整套的OSI国际标准都已经制订出来了,但这时因特网已抢先在全世界覆盖了相当大的范围。

因特网从1983年开始使用TCP/IP协议族,并逐步演变成TCP/IP参考模型。

OSI失败的原因

  1. OSI的专家们缺乏实际经验,它们在完成OSI标准时没有商业驱动力。
  2. OSI的协议实现起来过分复杂,而且运行效率很低。
  3. OSI标准的制定周期太长,因而使得按OSI标准生产的设备无法及时进入市场。
  4. OSI的层次划分不太合理,有些功能在多个层次中重复出现。

TCP/IP体系结构

TCP/IP概述

该模型是一个四层协议的体系结构:

它是事实上的国际标准。


由于TCP/IP在网络层使用的协议是IP协议,IP协议的中文意思是网际协议,因此,TCP/IP中第二层的网络层才被称为网际层。


在过去,制订标准的组织中往往以专家、学者为主。但现在,许多公司都纷纷挤进各种各样的标准化组织,使得技术标准有着浓厚的商业气息。


一个新标准的出现,有时不一定反映其技术水平是最先进的,而是往往有着一定的市场背景。从这种意义上说,能够占领市场就是标准。


在用户主机的操作系统中,通常都带有符合TCP/IP体系结构标准的TCP/IP协议族。而用于网络互连的路由器中,也带有符合TCP/IP体系结构标准的TCP/IP协议族。只不过路由器一般只包含网络接口层和网际层。


网络接口层

TCP/IP体系结构的网络接口层并没有规定什么具体的内容,这样做的目的是可以互连全世界各种不同的网络接口,例如:

  • 有线的以太网接口
  • 无线局域网的WiFi接口

而不限定仅使用一种或几种网络接口,

因此,本质上TCP/IP体系结构只有上面的三层。

网际层

TCP/IP体系结构网际层的核心协议IP协议。

IP协议可以将不同的网络接口进行互连,并向其上的TCP协议和UDP协议提供网络互连服务。

IP协议作为TCP/IP体系结构中的核心协议,一方面负责互连不同的网络接口,也就是IP over everything;另一方面,为各种网络应用提供服务,也就是Everything over IP

运输层

TCP/IP体系结构运输层的两个重要协议TCPUDP。

TCP协议在享受IP协议提供的网络互连服务的基础上,可向应用层的相应协议提供可靠传输的服务。

UDP协议在享受IP协议提供的网络互连服务的基础上,可向应用层的相应协议提供不可靠传输的服务。

应用层

TCP/IP体系结构的应用层包含了大量的应用层协议,例如:

  • HTTP
  • SMTP
  • DNS
  • RTP
  • ......

TCP/IP命名的由来

在TCP/IP协议体系中包含大量的协议,IP协议和TCP协议是其中非常重要的两个协议,因此,


用TCP和IP这两个协议来表示整个协议大家族,常称为TCP/IP协议族。


小知识点:


在嵌入式系统开发领域,TCP/IP协议族常称为TCP/IP协议栈,这是因为TCP/IP协议体系的分层结构与数据结构中的栈,在图形画法上是类似的。

原理体系结构(五层协议)

由于TCP/IP体系结构为了将不同的网络接口进行互连,因此它的网络接口层并没有规定什么具体的内容。然后,这对于我们学习计算机网络的完整体系而言,就会缺少一部分内容。


因此,在学习计算机网络原理时,往往采取折中的办法,也就是综合OSI和TCP/IP的优点,采用一种五层协议的原理体系结构。

可以看出,原理体系结构将TCP/IP体系结构的网络接口层,又重新划分为了物理层数据链路层。这样更有利于我们对计算机网络原理的学习。


END



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