计算机通讯基础
计算机通信网的组成
计算机网络由通信子网和资源子网组成。其中通信子网负责数据的无差错和有序传递，其处理功能包括差错控制、流量控制、路由选择、网络互连等。
其中资源子网是计算机通信的本地系统环境，包括主机、终端和应用程序等， 资源子网的主要功能是用户资源配置、数据的处理和管理、软件和硬件共享以及负载 均衡等。
总的来说，计算机通信网就是一个由通信子网承载的、传输和共享资源子网的各类信息的系统。
通信协议
为了完成计算机之间有序的信息交换，提出了通信协议的概念，其定义是相互通信的双方（或多方）对如何进行信息交换所必须遵守的一整套规则。
协议涉及到三个要素，分别为：
- 语法：语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现顺序的意义
- 语义：用于解释比特流的每一部分的意义
- 时序：事件实现顺序的详细说明
OSI七层模型
简介
OSI（Open System Interconnection）共分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层七层，其具体的功能如下。
物理层
- 提供建立、维护和释放物理链路所需的机械、电气功能和规程等特性
- 通过传输介质进行数据流(比特流)的物理传输、故障监测和物理层管理
- 从数据链路层接收帧，将比特流转换成底层物理介质上的信号
数据链路层
- 在物理链路的两端之间传输数据
- 在网络层实体间提供数据传输功能和控制
- 提供数据的流量控制
- 检测和纠正物理链路产生的差错
- 格式化的消息称为帧
网络层
- 负责端到端的数据的路由或交换，为透明地传输数据建立连接
- 寻址并解决与数据在异构网络间传输相关的所有问题
- 使用上面的传输层和下面的数据链路层的功能
- 格式化的消息称为分组
传输层
- 提供无差错的数据传输
- 接收来自会话层的数据，如果需要，将数据分割成更小的分组，向网络层传送分组并确保分组完整和正确到达它们的目的地
- 在系统之间提供可靠的透明的数据传输,提供端到端的错误恢复和流量控制
会话层
- 提供节点之间通信过程的协调
- 负责执行会话规则（如：连接是否允许半双工或全双工通信）、同步数据流以及当故障发生时重新建立连接
- 使用上面的表示层和下面的传输层的功能
表示层
- 提供数据格式、变换和编码转换
- 涉及正在传输数据的语法和语义
- 将消息以合适电子传输的格式编码
- 执行该层的数据压缩和加密
- 从应用层接收消息，转换格式，并传送到会话层，该层常合并在应用层中
应用层
- 包括各种协议，它们定义了具体的面向用户的应用：如电子邮件、文件传输等
总结
低三层模型属于通信子网，涉及为用户间提供透明连接，操作主要以每条链路（ hop-by-hop）为基础，在节点间的各条数据链路上进行通信。由网络层来控制各条链路上的通信，但要依赖于其他节点的协调操作。
高三层属于资源子网，主要涉及保证信息以正确可理解形式传送。
传输层是高三层和低三层之间的接口，它是第一个端到端的层次，保证透明的端到端连接，满足用户的服务质量（QoS）要求，并向高三层提供合适的信息形式。
各层常用协议
1 第五层——应用层(application layer)
- 应用层(application layer)：是体系结构中的最高。直接为用户的应用进程（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供服务。
- 在因特网中的应用层协议很多，如支持万维网应用的HTTP协议，支持电子邮件的SMTP协议，支持文件传送的FTP协议，DNS，POP3，SNMP，Telnet等等。
2. 第四层——运输层(transport layer)
- 运输层(transport layer)：负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。由于一个主机可同时运行多个进程，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时使用下面运输层的服务。
- 分用，就是把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程。
- 运输层主要使用以下两种协议：
(1) 传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)：面向连接的，数据传输的单位是报文段，能够提供可靠的交付。
(2) 用户数据包协议UDP(User Datagram Protocol)：无连接的，数据传输的单位是用户数据报，不保证提供可靠的交付，只能提供“尽最大努力交付”。
3. 第三层——网络层(network layer)
- 网络层(network layer)主要包括以下两个任务：
- (1) 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封装成分组或包进行传送。在TCP/IP体系中，由于网络层使用IP协议，因此分组也叫做IP数据报，或简称为数据报。
- (2) 选中合适的路由，使源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。
- 协议：IP,ICMP,IGMP,ARP,RARP
4. 第二层——数据链路层(data link layer)
- 数据链路层(data link layer)：常简称为链路层，我们知道，两个主机之间的数据传输，总是在一段一段的链路上传送的，也就是说，在两个相邻结点之间传送数据是直接传送的(点对点)，这时就需要使用专门的链路层的协议。
- 在两个相邻结点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧(framing)，在两个相邻结点之间的链路上“透明”地传送帧中的数据。
- 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)。典型的帧长是几百字节到一千多字节。
- 注：”透明”是一个很重要的术语。它表示，某一个实际存在的事物看起来却好像不存在一样。”在数据链路层透明传送数据”表示无力什么样的比特组合的数据都能够通过这个数据链路层。因此，对所传送的数据来说，这些数据就“看不见”数据链路层。或者说，数据链路层对这些数据来说是透明的。
(1)在接收数据时，控制信息使接收端能知道一个帧从哪个比特开始和到哪个比特结束。这样，数据链路层在收到一个帧后，就可从中提取出数据部分，上交给网络层。
(2)控制信息还使接收端能检测到所收到的帧中有无差错。如发现有差错，数据链路层就简单地丢弃这个出了差错的帧，以免继续传送下去白白浪费网络资源。如需改正错误，就由运输层的TCP协议来完成。
5. 第一层——物理层(physical layer)
- 物理层(physical layer)：在物理层上所传数据的单位是比特。物理层的任务就是透明地传送比特流。
