1.2 计算机网络体系结构

为了明确计算机网络中所有设备之间的通信协作关系，通过网络体系（Network Architecture）的方式，可以把网络中计算机之间的互连关系，基本通信功能描述清楚。同时，采用分层网络体系结构，还可以理清设备之间的通信进程、通信的规则和约定，以及上下层及相邻之间的接口服务关系。

1.2.1 计算机网络体系结构概述

计算机网络体系结构用分层研究的方法定义网络中各层的功能，该体系是各层协议和接口的集合。在这里，需要明确构成网络体系结构的基本概念。

① 服务：服务说明某一层为上一层提供一些什么功能。

② 接口：接口说明上一层如何使用下层的服务。

③ 协议：协议是指通信双方对传送内容的理解、表示形式及应答等，协议是通信双方遵守的一个共同约定，这些约定就是“协议”。

网络体系结构最早由 IBM 公司在 1974 年提出，名为 SNA（Systems Network Architecture）模型，建立协议分层模型主要解决异种网络互连时，所遇到的兼容性问题。网络层次化结构设计将一个复杂系统设计问题，分成层次分明、容易处理的子问题。采用结构化层次模型设计，有如下优点。

① 各层之间相互独立，即不需要知道低层结构，只要知道通过层间接口所提供的服务。

② 灵活性好，只要接口不变就不会因层变化（甚至是取消该层）而变化。

③ 各层采用最合适技术实现，而不影响其他层。

④ 有利于促进标准化，每层的功能和提供的服务都有标准说明，使具备相同对等层的不同网络设备能实现互操作。

⑤ 减轻问题复杂程度，一旦网络发生故障，可迅速定位故障，便于查找和纠错。

1.2.2 重要计算机网络体系

1.OSI协议族

开放系统互连参考模型（Open System Interconnect，OSI）也叫OSI参考模型，是ISO（国际标准化组织）组织在1985年制订规划的网络互联模型。该体系结构标准定义了网络互连七层框架。在这一框架下进一步详细地规定了每一层的功能，以实现在开放的网络系统环境中所有设备的互连、互操作和应用。

2.TCP/IP协议族

TCP/IP协议族是Internet的基础，也是当今最流行的组网协议，是一组用于实现Internet网络互连的通信协议。TCP/IP的参考模型将网络通信过程分成4个层次，分别是网络接口层、网际互连层、传输层和应用层。

TCP/IP是一组协议组成TCP/IP协议族，其中比较重要的协议有PPP协议、IP协议、ICMP协议、ARP协议、TCP协议、UDP协议、FTP协议、DNS协议、SMTP协议等。

3.IEEE802协议族

IEEE802协议是局域网协议标准，由IEEE802委员会负责起草制订，是当令最为流行的局域网标准。

IEEE802标准比较简单，只覆盖OSI模型最低两层，是基于局域网体系结构特点而制定。局域网结构简单，在网络中两节点之间都是相邻节点之间直接通信，不经过中间节点，因此不存在路由选择及拥塞问题。

局域网常以广播多点方式工作，在网络上势必会存在多点同时访问，因此，该项协议主要解决多点同时访问所引起的碰撞问题。IEEE 802规范定义了网卡如何访问传输介质，如何在传输介质上传输数据，同时定义了设备之间传输连接的建立、维护和拆除的途径。