网络协议体系结构

最近工作中第一次遇到网闸、文件摆渡、单/双向光闸、二级交换机、三级交换机、路由器、MPLS VPN这些生僻词汇，又翻了翻计算机网络(谢仁希版)的回顾一下主要知识点，把书里的搬到博客上，方便自己日后查阅。

几种不同类别的计算机网络

按照网络的作用范围进行分类

• 广域网WAN

广域网WAN（Wide Area NetWork） 广域网的作用范围 通常为几十到几千公里，因而有时也称为远程网（long haul network）。广域网的与联网的核心部分，其任务是通过长距离（例如，跨越不同的国家）运送主机所发送的数据。链接广域网各节点交换机的连链路一般都是高速流量连链路，具有较大的通信容量

• 城域网MAN

城域网MAN（Metropolitan Area Network） 城域网的作用范围一般是一个城市，可跨越的几个街区甚至整个城市，其作用距离约为5～5-km。城域网可以为一个或几个单位所拥有，但也可以是一种功用设施，用来将多个局域网进行互联。目前狠毒欧城域网采用的是以太网技术，因此有时也常并入局域网的范围进行讨论。

• 局域网LAN

局域网LAN（Local Area Network） 局域网一般用微型计算机或工作站通过高速通信线路相连（速率通常在10Mbit/s以上），但地理上则局限在较小的范围（如1km左右）。在局域网发展的初期，一个学校或工厂往往只拥有一个局域网，但现在局域网已非常广泛地使用，学校或企业大都

网络协议体系结构

• 应用层(application layer)

应用层是体系结构中的最高层。应用层的任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络的应用。应用层协议定义的是应用进程间通信和交互的规则。这里的进程就是指主机中正在运行的程序。对于不同的网络应用需要有不同的应用层协议。在互联网只能够的应用层协议很多，如域名系统DNS，支持万维网应用的HTTP协议，支持电子邮件的SMTTP协议，等等。我们把应用层交互的数据单元成为报文(message)。

• 运输层(transport layer)

运输层的任务就是负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。应用进程利用该服务传送应用层报文 。所谓“通用的”，是指并不针对某一个特定网络应用，而是多种应用可以使用同一个运输层服务。由于一台主机可以同事运行多个进程，因此运输层有复用和分用的功能。复用就是多个应用层进程可同事使用下面运输层的服务，分用和复用相反，是运输层把收到的信息分别交付上面应用层中的相应进程。

​ 运输层主要使用一下两种协议：

​ - 传输控制协议TCP(Transmission COntrol Protocol) 提供面向连接的、可靠的数据传输服务，其数据传输的单位是报文段(segment)。

​ - 用户数据报协议UDP(User Datagram protocol) 提供无链接的、尽最大努力(best-effort)的数据传输服务(不保证数据传输性)，其数据传输的单位是用户数据报。

顺便指出，有人愿意把运输层称为传输层，理由是这一层使用TCP协议就叫传输控制协议。从意思上看，传输和运输差别也不大。但OSI定义的第4层使用的是Transport，而不是Transmission。这两个字的含义还是有些差别。因此，使用运输层这个译名较为准确。

• 网络层(network layer)

网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报分装成分组或包进行发送。在TCP/IP体系中，由于网络层使用IP协议，因此分组也就做IP数据包，或简称为数据报。

​ 请注意：不要讲运输层的“用户数据报UDP”和网络层的“IP数据包”弄混。此外，无论在哪一层传送的数据单元，都可笼统地用“分组”来表示。

​ 网络层的另一个任务就是要选择合适的路由，使原主机运输层所传下来的分组，能够通过网络中的路由器找到目的主机。

​ 这里要强调指出，网络层中“网络”二字，已不是我们通过谈到的具体网络，而是在计算机网络体系结构模型中的第3层的名称。

​ 互联网是由大量的异构(heterogeneous)网络通过路由器相互连接起来的。互联网使用的网络层协议是无链接的网际协议IP（Internet Protocol）和许多种路由选择的协议，因此互联网的网络层也叫做网际层或IP层。

• 数据链路层(data link layer）

数据链路层常简称为链路层。我们知道，两台主机之间的数据传输，总是在一段一段的链路上传送的，这就需要使用专门的链路层的协议。这两个相邻点之间传送数据时，数据链路层将网络层叫下来的IP数据报组装成帧（traming），在两个相邻节点间的链路上传送帧（frame）。每一帧包括数据和必要的控制信息（如同步信息、地址信息、差错控制等）。

​ 在接受数据时，控制信息使接受端能够知道一个帧从哪一个比特开始和到那个比特结束。这样，数据链路层在收到一个帧后，就可以从种提取出数据部分，上交给网络层。

​ 控制信息还使接受端能够检测到所收到的帧中有无差错。如发现有差错，数据链路层就简单的丢弃这个出来差错的帧，以免继续在网络中传送下去拜拜浪费网络资源。如果需要改正数据在数据链路层传输时出现的差错（这就是说，数据链路层不仅要剪错，而且要纠错），那么就要采用可靠传输协议来纠正出现的差错。这种方法会是数据链路层的协议复杂些。

• 物理层(physical layer)

在屋里层上所传数据的单位是比特。发送方发送1（或0）时，接收方应当是逗1（或0）而不是0（或1）。因此屋里层药考虑用多大的典雅代表“1”或“1”，以及接受如何识别发送的比特。屋里层还要确定连接电缆的插头应用有多少根引脚以及各引脚应如何连接。当然，解释比特代表的意思，就不是屋里层的任务。请注意，传递信息所利用的一些屋里媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆、无线信道等，并不在屋里层协议之内而是在屋里层协议的下面。