计算机网络——协议层次及服务模型

计算机网络中的协议层次是指将网络功能划分为不同的层次，每个层次负责特定的功能，并通过协议进行通信。

一、为什么要分层

分层是设计/讨论复杂系统的有效方法。分层使得复杂系统概念化，结构清晰便于标示网路组件，以及描述其相互关系。

分层使其结构化，模块化更易于维护和系统升级。改变某一层服务的实现不影响系统中的其他层次。

二、分层模型组成及其作用

互联网五个基本层次：应用层（application）、传输层（transport）、网络层（network）、链路层（link）、物理层（physical）。

应用层：支持网络应用间的通信。为人类用户或者其他应用程序提供网络应用服务。

传输层：进程-进程数据传输。负责提供端到端的可靠数据传输，包括流量控制、拥塞控制和错误恢复等功能。

网络层：数据报从源端路由到目标端，端-端之间的数据传输

链路层：相邻网络结点之间的数据传输。

物理层：负责传输比特流，即将数据转换为电信号进行传输。

各层的所有协议被称为协议栈。

ISO/OSI为七层模型：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、链路层、物理层。

表示层：允许应用解释传输的数据。如加密，压缩，机器相关的表示转换。

会话层：数据交换的同步，设置与另一台计算机中的进程会话连接。

三、服务和协议

对等层与协议数据单元：OSI参考模型把对等层之间传送的数据单位称为该层的协议数据单元PDU。任何两个同样的层次把PDU通过水平虚线直接传递给对方。这就是所谓的对等层之间的通信。

各层协议实际上就是在各个对等层之间传递数据的各项规定。

实体：表示任何克发送或接收信息的硬件或软件进程。

协议：控制两个对等实体进行通信的规则的集合。

在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。

要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。

关于协议和服务的联系和区别：

协议：其实现保证了能够向上一层提供服务。对上面的服务用户是透明的。是“水平”的。

服务：上层使用服务原语获得下层所提供的服务。上面的服务用户只能看见服务，无法看见下面的协议。是“垂直”的。

服务：低层实体向上层实体提供他们之间的通信的能力，是通过原语来操作的。

协议:对等层实体之间在相互通信的过程中需要遵循的规则的集合。

联系：本层协议的实现要靠下层提供的服务来实现。

本层实体通过协议为上层提供更高级的服务。

即服务联系上下两个不同层实体，协议联系两个相同层实体

四、服务访问点SPA

在同一系统中相邻两层的实体交互的地方称为服务访问点（SPA），是一个抽象概念，实际上就是一个逻辑接口。

OSI把层与层之间交换的数据的单位称为服务数据单元SDU。

上层协议数据单元PDU将会成为下层的服务数据单元SDU