计算机网络-协议栈分层

1.划分网络层次的优缺点

• 优点：
  1.开发人员可以只关注整个结构中的某一层；
  2.可以很容易用新的实现替换原有层次中的实现；
  3.可以降低层与层之间的依赖；
  4.有利于标准化；
  5.利于各层逻辑的复用。

• 缺点：
  1.一层可能冗余较低层的功能。例如许多协议栈在基于每段链路和基于端到端两种情况下，都提供了差错恢复。
  2.某层的功能可能需要仅在其它某层才出现的信息（如时间戳值），违反了层次分离的目标。

2.因特网协议栈分层

因特网协议栈由5个层次组成：物理层、链路层、网络层、运输层和应用层。

• 应用层
  1.HTTP：提供Web文档的请求和传送；
  2.SMTP：提供电子邮件报文的传输；
  3.FTP：提供两个端系统之间的文件传输；
  4.DNS（域名系统）：将网址（www.ieft.org）转换为32比特网络地址。
  两个端系统的应用程序交换的信息分组称为报文（message）。
• 运输层
  1.TCP：向应用程序提供面向连接的服务，服务包括应用层报文向目的地的确保传递和流量控制（即发送方和接收方速率匹配）；将长报文划分为短报文，提供拥塞控制，抑制源发送速率。
  2.UDP：向应用程序提供无连接的服务，没有可靠性、流量控制和拥塞控制。
  运输层的信息分组称为报文段（segment）。
• 网络层（IP层）
  1.IP协议：定义了数据报中各个字段以及端系统和路由器如何作用于这些字段。所有具有IP层的因特网组件必须运行IP协议。
  2.路由选择协议：多种。使数据报根据路由从源传输到目的地。
  网络层的信息分组称为数据报（datagram）。
• 链路层
  1.将网络层的数据通过链路层传输到下一结点，在下一节点再从链路层将数据交给网络层。
  2.链路层协议包括PPP、DOCSIS，并且可提供可靠交付，但与TCP可靠交付不同。
  链路层的信息分组称为帧（frame）。
• 物理层
  提供协议和传输介质供比特流传输，不同传输媒介具有不同的物理层协议。

3.开放互联（OSI）模型

OSI参考模型是：应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。已经过时，因为它在网络教育早期的影响较大，继续将其保留在网络教科书和培训课程中。

• 表示层
  使通信的应用程序能够解释交换数据的含义。包括的服务有：数据压缩、数据加密和数据描述等。
• 会话层
  提供了数据交换定界和同步功能，包括建立检查点和恢复方案的方法。

应用开发者根据需要决定是否在应用程序中构建具体的层功能。

参考文献

[1]. 计算机网络:自顶向下方法（原书第6 版） / （美）库罗斯（Kurose ，J.F.），（美）罗斯 （Ross , K. W.）著；陈鸣译.一北京：机械工业出版社，2014.9