網絡模型與協議
1.TCP/IP協議的認識
TCP/IP(Transmission Control Protocal/Internet Protocal，傳輸控制協議/網間網協議)是目前世界上應用最為廣泛的網絡通信協議，它的流行與Internet的迅猛發展密切相關。TCP/IP最初是為互聯網的原型ARPANET所設計的，目的是提供一整套方便實用、能應用於多種網絡上的協議，事實證明TCP/IP做到了這一點，它使網絡互聯變得容易起來，並且使越來越多的網絡加入其中，成為Internet的事實標準。日常生活中的大部分網絡應用（如瀏覽網頁、收發電子郵件、QQ聊天）都是基於該系列協議。
為了減少協議設計的複雜性，大多數網絡模型都是按層的方式來組織的。在分層網絡模型中，每一層都為上一層提供一定的服務，而把如何實現本層服務的細節對上一層加以屏蔽。上層只需要知道下層提供了什麼功能以及對應於這些功能的接口，而不必關心下一層如何實現這些功能。
2.OSI模型和TCP/IP模型的對比
開放系統互連參考模型為實現開放系統互連所建立的通信功能分層模型，簡稱OSI模型。其目的是為異種計算機互連提供一個共同的基礎和標準框架，併為保持相關標準的一致性和兼容性提供共同的參考。這裡所說的開放系統，實質上指的是遵循OSI參考模型和相關協議能夠實現互連的具有各種應用目的的計算機系統。但是由於種種原因，OSI模型始終沒有得到廣泛應用，當前普遍使用的是TCP/IP模型。幾乎所有的互聯網設備都支持TCP/IP協議。TCP/IP協議已經成為事實上的國際標準和工業標準。ISO模型和TCP/IP模型的層次劃分與對比如下圖：
3.TCP/IP各層功能
（1）應用層：
應用層是所有用戶所面向的應用程序的統稱。ICP/IP協議族在這一層面有著很多協議來支持不同的應用，許多大家所熟悉的基於Internet的應用的實現就離不開這些協議。如我們進行萬維網（WWW）訪問用到了HTTP協議（超文本傳輸協議）、文件傳輸用FTP協議、電子郵件發送用SMTP（簡單郵件傳輸協議）、域名的解析用DNS協議、遠程登錄用Telnet協議等等，還有近幾年來十分流行的點對點共享文件協議，即BitTorrent協議，該協議基於HTTP協議。使用該協議構建的BT下載工具有比特精靈、BitTorrent等，都是屬於TCP/IP應用層的；就用戶而言，看到的是由一個個軟件所構築的大多為圖形化的操作界面，而實際後臺運行的便是上述協議。
（2）傳輸層：
傳輸層通過位於該層的TCP協議（傳輸控制協議）或UDP協議（用戶數據報協議）在兩臺主機間傳輸數據。其中TCP協議提供可靠的面向連接的服務，它保證數據能完整地按順序地傳送到目標計算機。它在傳輸數據前首先需要和目的計算機建立連接，並且在數據傳輸過程中維持此鏈接，因此在速度上會有些損失。UDP提供簡單的無連接服務，它不保證數據能按順序、正確地傳送到目的地（但可由他的上層來保證），它不用建立連接，通常速度上要比TCP快些。TCP協議和IP協議都需要網絡層提供通往目的地的路由。傳輸層提供端到端，即應用程序之間的通信。該層的主要功能有差錯控制、傳輸確認和丟失重傳等。
（3）網絡層：
網絡層是TCP/IP協議族中非常關鍵的一層，主要定義了IP地址格式，從而能夠使得不同應用類型的數據在Internet上通暢地傳輸，IP協議就是一個網絡層協議。
網絡層負責在發送端和接收端之間建立一條虛擬路徑。IP協議並不保證數據能完整正確的到達目的地，這個任務由他上面的傳輸層來完成。這一層的ARP協議（地址解析協議）和RARP協議（反向地址解析協議）用於IP地址和物理地址（通常就是網卡地址）的相互轉換。如果數據在傳輸過程中出現問題，該層的ICMP協議將生產錯誤報文。
（4）網絡接口層：
這是TCP/IP軟件的最低層，它包括多種邏輯鏈路控制盒媒體訪問協議。負責將網絡層發送來的數據分成幀，並通過物理鏈路進行傳送，或從網絡上接收物理幀，抽取數據並轉交給其上的網絡層.
4.ISO模型各層的功能
（1）應用層：
指網絡操作系統和具體的應用程序，對應WWW服務器、FTP服務器等應用軟件。術語“應用層”並不是指運行在網絡上的某個特別應用程序，而是提供了一組方便程序開發者在自己的應用程序中使用網絡功能的服務。應用層提供的服務包括文件傳輸（FTP）、文件管理以及電子郵件的信息處理（SMTP）等。
（2）表示層：
內碼轉換、壓縮與解壓縮、加密與解密,充當應用程序和網絡之間的“翻譯官”角色。在表示層，數據將按照網絡能理解的方案進行格式化；這種格式化也因所使用網絡的類型不同而不同。例如，IBM主機使用EBCDIC編碼，而大部分PC機使用的是ASCII碼。在這種情況下，便需要會話層來完成這種轉換。表示層協議還對圖片和文件格式信息進行解碼和編碼。表示層管理數據的解密與加密，如系統口令的處理。如果在Internet 上查詢你銀行賬戶，使用的即是一種安全連接。
（3）會話層：
負責在網絡中的兩節點之間建立和維持通信。功能包括：建立通信鏈接，保持會話過程通信鏈接的暢通，同步兩個節點之間的對話，決定通信是否被中斷以及通信中斷時決定從何處重新發送 例：使用全雙工模式或半雙工模式，如何發起傳輸，如何結束傳輸，如何設定傳輸參數。會話層通過決定節點通信的優先級和通信時間的長短來設置通信期限。
（4）傳輸層：
編定序號、控制數據流量、查錯與錯誤處理，確保數據可靠、順序、無錯地從A點到傳輸到B 點。因為如果沒有傳輸層，數據將不能被接受方驗證或解釋，所以，傳輸層常被認為是O S I 模型中最重要的一層。傳輸協議同時進行流量控制或是基於接收方可接收數據的快慢程度規定適當的發送速率。傳輸層按照網絡能處理的最大尺寸將較長的數據包進行強制分割並編號。例如：以太網無法接收大於1 5 0 0 字節的數據包。發送方節點的傳輸層將數據分割成較小的數據片，同時對每一數據片安排一序列號，以便數據到達接收方節點的傳輸層時，能以正確的順序重組。該過程即被稱為排序。在網絡中，傳輸層發送一個A C K （應答）信號以通知發送方數據已被正確接收。如果數據有錯或者數據在一給定時間段未被應答，傳輸層將請求發送方重新發送數據。
（5）網絡層：
定址、選擇傳送路徑。網絡層通過綜合考慮發送優先權、網絡擁塞程度、服務質量以及可選路由的花費來決定從一個網絡中節點A 到另一個網絡中節點B 的最佳路徑。在網絡中，“路由”是基於編址方案、使用模式以及可達性來指引數據的發送。網絡層協議還能補償數據發送、傳輸以及接收的設備能力的不平衡性。為完成這一任務，網絡層對數據包進行分段和重組。分段和重組 是指當數據從一個能處理較大數據單元的網絡段傳送到僅能處理較小數據單元的網絡段時，網絡層減小數據單元的大小的過程。重組是重構被分段的數據單元。
（6）數據鏈路層：
同步、查錯、制定MAC方法。它的主要功能是將從網絡層接收到的數據分割成特定的可被物理層傳輸的幀。幀(Frame)是用來移動數據的結構包，它不僅包括原始（未加工）數據，或稱“有效荷載”，還包括髮送方和接收方的網絡地址以及糾錯和控制信息。其中的地址確定了幀將發送到何處，而糾錯和控制信息則確保幀無差錯到達。通常，發送方的數據鏈路層將等待來自接收方對數據已正確接收的應答信號。數據鏈路層控制信息流量，以允許網絡接口卡正確處理數據。數據鏈路層的功能獨立於網絡和它的節點所採用的物理層類型。
（7）物理層：
傳輸信息的介質規格、將數據以實體呈現並傳輸的規格、接頭規格。該層包括物理連網媒介，如電纜連線、連接器、網卡等。物理層的協議產生並檢測電壓以便發送和接收攜帶數據的信號。儘管物理層不提供糾錯服務，但它能夠設定數據傳輸速率並監測數 例：在你的桌面P C 上插入網絡接口卡，你就建立了計算機連網的基礎。換言之，你提供了一個物理層。
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