Question

计算机网络包括哪些层

Answer 1

对于计算机或计算机网络来说，他包含了很多种硬件设备，如计算机本身、网卡、交换机、路由器等。但硬件本身并不能工作，就像一台新买回来的电脑没有安装操作系统（如：Windows XP)，它除了会浪费电以外，什么也干不了。所以能让这些硬件设备所工作的是设备所安装的软件系统，及“协议”。而这些软件协议又很多，又很复杂，人们为了把这些复杂的协议让人更容易操作、理解、学习。就把这些协议按照不同的功能分为七类，及七层，每一层的协议按照自己特定的功能去工作。去实现对数据的传输。

首先我们要了解OSI七层模型各层的功能。

第七层：应用层 数据 用户接口，提供用户程序“接口”。
第六层：表示层 数据 数据的表现形式，特定功能的实现，如数据加密。
第五层：会话层 数据 允许不同机器上的用户之间建立会话关系，如WINDOWS
第四层：传输层 段 实现网络不同主机上用户进程之间的数据通信，可靠
与不可靠的传输，传输层的错误检测，流量控制等。
第三层：网络层 包 提供逻辑地址（IP）、选路，数据从源端到目的端的
传输
第二层：数据链路层 帧 将上层数据封装成帧，用MAC地址访问媒介，错误检测
与修正。
第一层：物理层 比特流 设备之间比特流的传输，物理接口，电气特性等。

下面是对OSI七层模型各层功能的详细解释：

OSI七层模型 OSI 七层模型称为开放式系统互联参考模型 OSI 七层模型是一种框架性的设计方法
OSI 七层模型通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯，因此其最主
要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输
物理层 ： O S I 模型的最低层或第一层，该层包括物理连网媒介，如电缆连线连接器。物理层的协议产生并检测电压以便发送和接收携带数据的信号。在你的桌面P C 上插入网络接口卡，你就建立了计算机连网的基础。换言之，你提供了一个物理层。尽管物理层不提供纠错服务，但它能够设定数据传输速率并监测数据出错率。网络物理问题，如电线断开，将影响物理层。
数据链路层： O S I 模型的第二层，它控制网络层与物理层之间的通信。它的主要功能是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递。为了保证传输，从网络层接收到的数据被分割成特定的可被物理层传输的帧。帧是用来移动数据的结构包，它不仅包括原始数据，还包括发送方和接收方的网络地址以及纠错和控制信息。其中的地址确定了帧将发送到何处，而纠错和控制信息则确保帧无差错到达。
数据链路层的功能独立于网络和它的节点和所采用的物理层类型，它也不关心是否正在运行 Wo r d 、E x c e l 或使用I n t e r n e t 。有一些连接设备，如交换机，由于它们要对帧解码并使用帧信息将数据发送到正确的接收方，所以它们是工作在数据链路层的。
网络层： O S I 模型的第三层，其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方。
网络层通过综合考虑发送优先权、网络拥塞程度、服务质量以及可选路由的花费来决定从一个网络中节点A 到另一个网络中节点B 的最佳路径。由于网络层处理路由，而路由器因为即连接网络各段，并智能指导数据传送，属于网络层。在网络中，“路由”是基于编址方案、使用模式以及可达性来指引数据的发送。
传输层： O S I 模型中最重要的一层。传输协议同时进行流量控制或是基于接收方可接收数据的快慢程度规定适当的发送速率。除此之外，传输层按照网络能处理的最大尺寸将较长的数据包进行强制分割。例如，以太网无法接收大于1 5 0 0 字节的数据包。发送方节点的传输层将数据分割成较小的数据片，同时对每一数据片安排一序列号，以便数据到达接收方节点的传输层时，能以正确的顺序重组。该过程即被称为排序。
工作在传输层的一种服务是 T C P / I P 协议套中的T C P （传输控制协议），另一项传输层服务是I P X / S P X 协议集的S P X （序列包交换）。
会话层： 负责在网络中的两节点之间建立和维持通信。 会话层的功能包括：建立通信链接，保持会话过程通信链接的畅通，同步两个节点之间的对 话，决定通信是否被中断以及通信中断时决定从何处重新发送。
你可能常常听到有人把会话层称作网络通信的“交通警察”。当通过拨号向你的 I S P （因特网服务提供商）请求连接到因特网时，I S P 服务器上的会话层向你与你的P C 客户机上的会话层进行协商连接。若你的电话线偶然从墙上插孔脱落时，你终端机上的会话层将检测到连接中断并重新发起连接。会话层通过决定节点通信的优先级和通信时间的长短来设置通信期限
表示层： 应用程序和网络之间的翻译官，在表示层，数据将按照网络能理解的方案进行格式化；这种格式化也因所使用网络的类型不同而不同。
表示层管理数据的解密与加密，如系统口令的处理。例如：在 Internet上查询你银行账户，使用的即是一种安全连接。你的账户数据在发送前被加密，在网络的另一端，表示层将对接收到的数据解密。除此之外，表示层协议还对图片和文件格式信息进行解码和编码。
应用层： 负责对软件提供接口以使程序能使用网络服务。术语“应用层”并不是指运行在网络上的某个特别应用程序 ，应用层提供的服务包括文件传输、文件管理以及电子邮件的信息处理。

Answer 2

计算机网络结构可以从网络体系（Network Architecture）结构，网络组织和网络配置三个方面来描述。网络体系结构是从功能上来描述，指计算机网络层次结构模型和各层协议的集合；网络组织是从网络的物理结构和网络的实现两方面来描述；网络配置是从网络应用方面来描述计算机网络的布局、硬件、软件和通信线路。
计算机网络体系结构是计算机网络及其部件所应该完成功能的精确定义。这些功能究竟由何种硬件或软件完成，是遵循这种体系结构的。体系结构是抽象的，实现是具体的，是运行在计算机软件和硬件之上的。
世界上第一个网络体系结构是美国IBM公司于1974年提出的，它取名为系统网络体系结构SNA（System Network Architecture）。凡是遵循SNA的设备就称为SNA设备。这些SNA设备可以很方便地进行互连。此后，很多公司也纷纷建立自己的网络体系结构，这些体系结构大同小异，都采用了层次技术。
基本概念
1.1 通信协议
在网络系统中 ，为了满足数据通信的双方准确无误的进行通信 ，这就需要我们根据在通信过程中产生的各种问题 ，制定一系列的通信双方必须遵守的规定 ，这就是我们所说的通信协议。从通信协议的表现形式来看 ，它规定了交互双方用于通信的一系列语言法则和语言意义 ，这些相关的协议能够规范各个功能部件在通信过程中的正确操作。[3]
1.2 实体
每层的具体功能是由该层的实体完成的。所谓实体是指能在某一层中具有数据收发能力的活动单元（元素）。一般就是该层的软件进程或者实现该层协议的硬件单元。在不同系统上同一层的实体互称为对等实体。[3]
1.3 接口
上下层之间交换信息通过接口来实现。一般使上下层之间传输信息量尽可能少 ，这样使两层之间保持其功能的相对独立性。[3]
1.4 服务
服务就是网络中各层向其相邻上层提供的一组功能集合 ，是相邻两层之间的界面。因为在网络的各个分层机构中的单方面依靠关系 ，使得在网络中相互邻近层之间的相关界面也是单向性的 ：下层作为服务的提供者 ，上层作为服务的接受者。上层实体必须通过下次的相关服务访问点（Service Access Point，SAP），才能够获得下层的服务。SAP 作为上层与下层进行访问的服务场所 ，每一个 SAP 都会有有自己的一个标识 ，并且每个层间接口可以有多个 SAP。[3]
1.5 服务原语
网络中的各种服务是通过相应的语言进行描述的 ，这些服务原语可以帮助用户访问相应的服务 ，也可以像用户报告发生的相应事件。服务原语可以带着不同的参数 ，这些参数可以指明需要与那台服务器相连、服务器的类别、和准备在这次连接上所使用的数据长度。假如被呼叫的用户不同意呼叫用户建立的连接数据大小 ，它会在一个“连接响应”原语中提出一个新的建议 ，呼叫的一方能够从“连接确认”的原语中得知情况。这样的整个过程细节就是协议内容的一部分。