计算机网络概述详解

由于在准备秋招，好长一段时间都没有写博客，等找了工做已经空闲了把知识路线从云笔记中整理后搬运过来。今天转载一篇关于计算机网络概述的文章，写得很是详细，转载地址：http://www.javashuo.com/article/p-yjcyqgqw-kx.html

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计算机网络在信息时代的做用 
互 联网概述，包括互联网基础结构发展的三个阶段，以及从此的发展趋势 
互联网组成的边缘部分和核心部分。计算机网络的类别 
计算机网络的性能指标 
计算机网络的体系结构

计算机网络在信息时代中的做用 
21世纪的一些重要特征就是数字化（digitalize）、网络化（Network）和信息化（informationalized），它是一个以网络为核心的信息时代。要实现信息化就必须依靠完善的网络（网络能够很是迅速地传递信息） 
最初按照服务分工分为电信网络、有线电视网络和计算机网络（计算机之间传送数据文件） 
随着技术的发展，电信网络和有线电视网络都逐渐融入了现代计算机网络的技术，扩大了原有的服务范围

Internet是由数量极大的各类计算机网络互连起来的 
什么是互联网呢？很难说清楚。但能够从两个不一样的方面来认识互联网。互联网的应用和互联网的工做原理

互联网之因此可以向用户提供许多服务，就是由于互联网具备两个重要基本特色，即连通性（connectivity）和共享 
连通性(connectivity)，就是互联网使上网用户之间，无论相距多远（例如，相距数 千千米），均可以很是便捷、很是经济（在不少状况下甚至是免费的）地交换各类信息（数据，以及各类音频视频） 
互联网具备虚拟的特色。例如，当你从互联网上收到一封电子邮件时，你可能没法准确知道对方是谁（朋友仍是骗子)，也没法知道发信人的地点（在附近，仍是在地球对面） 
共享就是指资源共享。资源共享的含义是多方面的。能够是信息共享、软件共享，也能够是硬件共享

生活越是依赖于互联网，互联网的可靠性也就越重要。如今互联网己经成为社会最为重要的基础设施

“互联网+”。它的意思就是“互联网+各个传统行业”，所以能够利用信息通讯技术和互联网平台来创造新的发展生态。实际上“互联网+” 表明一种新的经济形态，其特色就是把互联网的创新成果深度融合于经济社会各领域之中， 这就大大地提高了实体经济的创新力和生产力

固然互联网也会带来负面影响，病毒，窃取机密，谣言等等

互联网概述 
网络的网络 
计算机网络（简称网络）由若干节点和链接这些节点的链路组成 
网络之间经过路由器互连起来，就构成一个覆盖范围更大的计算机网络，互连，由网络构成的互连网（网络的网络） 
与网络相连的计算机称为主机 
网络把许多计算机链接在一块儿，而互连网则把许多网络经过路由器链接在一块儿 
网络互连除了将计算机在物理上的互连外，还须要在计算机上安装能交换信息的软件才可以相互交换信息

互联网基础结构发展的三个阶段 
第一阶段是从单个网络ARPANET向互连网发展的过程（单个的分组交换，不是互连的网络） 
第二阶段的特色是建成了三级结构的互联网。三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网（或企业网） 
第三阶段的特色是逐渐造成了多层次ISP结构的互联网。商用的互联网主干网替代NSFNET 
互联网服务提供者ISP 出现（电信，移动） 
ISP从互联网管理机构申请到不少IP地 址 （互联网上的主机必须有IP地址才能上网)，同时拥有通讯线路（大 ISP本身建造通讯线路，小 ISP则向电信公司租用通讯线路）以及路由器等连网设备，所以任何机构和我的只要向某个ISP交纳规定的费用，就可从该ISP获取所需IP地址的使用权，并可经过该 ISP接入到互联网。所 谓 “上网”就是指“（经过某ISP得到的IP地址）接入到互联网”

根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的IP 地址数目的不一样，ISP也分为不一样层次 
的 IS P :主干 ISP、地区 ISP和本地ISP 
随着互联网上数据流量的急剧增加，开始研究如何更快地转发分组，以及如何更加有效地利用网络资源。产生互联网交换点 IXP (Internet exchange Point) 
IXP的主要做用就是容许两个网络直接相连并交换分组，而不须要再经过第三个网络来转发分组 

为何有TCP/IP协议或者其余协议的计算机就能相互通讯 
Internet (互联网，或因特网）一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互链接而成的特定互连网，它采用TCP/IP协议族做为通讯的规则

互联网的标准化对互联网发展有很大做用，没有标准就可能造成多种技术体制且不兼容的转台（因此制定国际标准）

互联网的组成 
互联网的拓扑结构虽然很是复杂，但从其工做方式上看， 能够划分为如下两大块 
边缘部分由全部链接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通讯（传送数据、音频或视频）和资源共享。 
核心部分由大量网络和链接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的 （提供连通性和交换）（路由器很重要，路由器之间由高速链路组成）

互联网的边缘部分 
主机A 的某个进程和主机B 上的另外一个进程进行通讯,称为计算机通讯 
网络边缘的端系统之间的通讯方式一般可划分为两大类：客户-服务器方式（C /S方式）和对等方式（P2P方式） 
客户-服务器方式 
计算机通讯的对象是应用层中的应用进程 
客户是服务请求方，服务器是服务提供方（服务请求方和服务提供方都要使用网络核心部分所提供的服务） 
C/S程序特色 
客户程序： 
(1) 被用户调用后运行，在通讯时主动向远地服务器发起通讯（请求服务）。所以，客户程序必须知道服务器程序的地址。 
(2) 不须要特殊的硬件和很复杂的操做系统。 
服务器程序： 
(1) 是一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。 
(2) 系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通讯请求。所以，服务器程序不须要知道客户程序的地址。 
(3) 通常须要有强大的硬件和高级的操做系统支持 
客户和服务器原本都指的是计算机进程（软件)，表示机器时称客户端或服务器端 
对等链接方式 
是指两台主机在通讯时并不区分哪个是服务请求方哪个是服务提供方。只要两台主机都运行了对等链接软件（P2P软件），它们就能够进行平等的、对等链接通讯 
实际上，对等链接方式 
从本质上看仍然是使用客户-服务器方式，只是对等链接中的每一台主机既是客户又同时是 
服务器 
互联网的核心部分 
网络核心部分是互联网中最复杂的部分，由于网络中的核心部分要向网络边缘中的大量主机提供连通性，使边缘部分中的任何一台主机都可以向其余主机通讯。 
在网络核心部分起特殊做用的是路由器(router),它是一种专用计算机（但不叫作主机)。路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能

电路交换的主要特色 
交换(switching)就是按照某种方式动态地分配传输线路的 资源。在使用电路交换通话以前，必须先拨号请求创建链接。当被叫用户听到交换机送来的振铃音并摘机后，从主叫端到被叫端就创建了一条链接，也就是一条专用的物理通路，通话完毕挂机后，交换机释放刚才使用的这条专用的物理通路（即把刚才占用的全部通讯资源归还给电信网） 
必须通过“创建链接（占用通讯资源） 通话 （一直占用通讯资源）-释放链接（归还通讯资源）”三个步骤的交换方式称为电路交换 
电路交换的一个重要特色就是在通话的所有时间内，通话的两个用户始终占用端到端的通讯资源 
使用电路交换来传送计算机数据时，其线路的传输效率每每很低（计算机数据是突发式的出如今线路上），用户占用的通讯线路资源在绝大部分时间里都是空闲的（浏览网站，输入时..），经常通讯线路资源并未被利用而是白白被浪费

分组交换的主要特色 
分组交换则采用存储转发技术,一般把要发送的整块数据称为一个报文(message)。在发送报文以前，先把较长的 报文划分红为一个个更小的等长数据段，在每个数据段前面，加上一些由必要的控制信息组成的首部(header)（也称包头）后，就构成了一个分组(packet)（包） 
分组中的 “首部”是很是重要的，正是因为分组的首部包含了诸如目的地址和源地址等重要控制信息，每个分组才能在互联网中独立地选择传输路径，并被正确地交付到分组传输的终点 
网络边缘的主机和位于网络核心部分的路由器都是计算机，主机是为用户进行信息处理的，而且能够和其余主机经过网络交换信息。路由器则是用来转发分组的，即进行分组交换的。路由器收到分组，暂时存储，检查首部，按照信息配对地址，转发 
各路由器之间必须常常交换彼此掌握的路由信息，以便建立和动态维护路由器中的转发表，使得转发表可以在整个网络拓扑发生变化时及时更新 

讨论路由转发时，常把单个网络简化为一条链路，路由器称为核心部分的结点，在转发分组时最重要的就是要知道路由器之间是怎样链接起来的 
只是当分组正在此链路上传送时才被占用。在各 分组传送之间的空闲时间，链路H1-A仍可为其余主机发送的分组使用，路由器A会 把主机H1发来的分组放入缓存，查找转发表，而后转发（过程当中不会占用网络其余部分的资源） 
某条链路通讯量过大时，路由器还可把分组沿另外一个路由传送 
路由器暂时存储的是一个个短分组，而不是整个的长报文。短分组是暂存在路由器的存储器（即内存）中而不是存储在磁盘中的。这就保证了较高的交换速率 
互联网能够允许很是多的主机同时进行通讯，而一台主机中的多个进程（即正在运行中的多个程序）也能够各自和不一样主机中的不一样进程进行通讯

分组交换在传送数据以前没必要先占用一条端到端的链路的通讯资源。分组 
在哪段链路上传送才占用这段链路的通讯资源。分组到达一个路由器后，先暂时存储下来， 
查找转发表，而后从一条合适的链路转发出去。分组在传输时就这样一段一段地断续占用通讯资
源，并且还省去了创建链接和释放链接的开销，于是数据的传输效率更高

• 1
• 2
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• 4

采用存储转发的分组交换，实质上是采用了在数据通讯的过程当中断续 （或动态）分配传输带宽的策略，这对传送突发式的计算机数据很是合适，使得通讯线路的利用率大大提升了 
为了提升分组交换网的可靠性，互联网的核心部分常采用网状拓扑结构，使得当发生网络拥塞或少数结点、链路出现故障时，路由器可灵活地改变转发路由而不致引发通讯的中断或全网的瘫痪 

分组交换的问题 
分组在各路由器存储转发时须要排队，这就会形成必定的时延（须要减小时延），因为分组交换不像电路交换那样经过创建链接来保证通讯时所需的各类资源，于是没法确保通讯时端到端所需的带宽 
分组交换带来的另外一个问题是各分组必须携带的控制信息也形成了必定的开销 (overhead)。整个分组交换网还须要专门的管理和控制机制 

图知，若要连续传送大量的数据，且其传送时间远大于链接创建时间，则电路交换的传输速率较快。报文交换和分组交换不须要预先分配传输带宽，在传送突发数据时可提升整个网络的信道利用率。因为一个分组的长度每每远小于整个报文的长度，所以分组交换比报文交换的时延（由于排队）小，同时也具备更好的灵活性 
信道(channel)是指以传输媒体为基础的信号通路（包括有线或无线电线路)，其做用是传输信号

计算机网络类别 
计算机网络主要是由一些通用的、 可编程的硬件互连而成的，而这些硬件并不是专门用来实现某一特定目的（例如，传送数据或视频信号）。这些可编程的硬件可以用来传送多种不一样类型的数据，并能支持普遍的和日益增加的应用 
几种不一样类别的计算机网络 
按照网络的做用范围进行分类 
城域网MAN(Wide Area Network) 
广域网WAN(Metropolitan Area Network) 
局域网LAN(Local Area Network) 
我的区域网PAN (Personal Area Network) 
按照网络的使用者进行分类 
公用网(public network) 
专用网(private network) 
用来把用户接入到互联网的网络 
接入网AN (Access Network),它又称为本地接入网或居民接入网。这是 一类比较特殊的计算机网络接入网自己既不属于互联网的核心部分，也不属于互联网的边缘部分 
从做用上看，接入网只是起到让用户可以与互联网链接的“桥梁”做用（电话拨号，宽带）

计算机性能 
机网络的性能指它的几个重要的性能指标和一些非性能特征(nonperformance characteristics) 
1 .速率 
指数据的传送速率，也称为数据率(data rate) 或比特率(bit rate)单位是bit/s 
计算机发送出的信号都是数字形式的。比特(bit)来源于binary digit，意思是 一 个 “二进制数字” 
当数据率较高时，就经常在bit/s的前面加上一个字母。例如，k (kilo) = 103 = 千 ，M (Mega) = 106 = 兆 ，G (Giga) = 109 = 吉，T (Tera)=1012= 太 ，P (Peta) = 1015 = 拍 ，E (Exa) = 1018= 艾 
通常提到网络的速率时，每每指的是额定速率或标称速率，而并不是网络实际上运行的速率 
2 . 带宽 
带宽有两种含义 
(1)带宽原本是指某个信号具备的频带宽度。信号的带宽是指该信号所包含的各类不一样频率成分所占据的频率范围 
(2)在计算机网络中，带宽用来表示网络中某通道传送数据的能力，所以网络带宽表示在单位时间内网络中的某信道所能经过的“最高数据率”。这种意义的带宽的单位就是数据率的单位bit/s，是 “比特每秒”。 
在 “带宽”的上述两种表述中，前者为频域称谓，然后者为时域称谓，其本质是相同的。也就是说，一条通讯链路的“带宽”越宽，其所能传输的“最高数据率”也越高 
3.吞吐量 
吞吐量(throughput)表示在单位时间内经过某个网络（或信道、接口）的实际的数据量。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制 
4 . 时延 
时延(delay或 latency)是指数据（一个报文或分组，甚至比特）从 网 络 （或链路）的一 端传送到另外一端所需的时间 
(1 )发送时延 
发送时延(transmission delay)是主机或路由器发送数据帧所须要的时 间，也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间（发生在机器的内部，通常在网络适配器） 
发送时延 = 数据巾贞长度（bit) / 发送速率（bit/s) 
2 )传播时延 
传播时延(propagation delay)是电磁波在信道中传播必定的距离须要花 费的时间 
传播时延 = 信道长度(m) / 电磁波在信道上的传播速率(m/s) 
传播时延发生在机器外部的传输信道媒体上，而与信号的发送速率无关。信号传送的距离越远，传播时延就越大 
3) 处理时延 
主机或路由器在收到分组时要花费必定的时间进行处理，例如分析分组的首部、从分组中提取数据部分、进行差错检验或查找适当的路由等，这就产生了处理时延。 
(4) 排队时延 
分组在通过网络传输时，要通过许多路由器。但分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理。在路由器肯定了转发接口后，还要在输出队列中排队等待转发。这就产生了排队时延。排队时延的长短每每取决于网络当时的通讯量。当网络的通讯量很大时会发生队列溢出，使分组丢失，这至关于排队时延为无穷大

总时延= 发送时延+ 传播时延+ 处理时延+ 排队时延 
那个时延占据优点，还要具体分析 
5 .时延带宽积 
网络性能的两个度量—— 传播时延和带宽—— 相乘，就获得另外一个颇有用的度量：传播时延带宽积 
时延带宽积 = 传播时延 x 带宽 
链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度 
6 .往返时间RTT 
往返时间RTT (Round-Trip Time)也是一个重要的性能指标。这是由于 在许多状况下，互联网上的信息不只仅单方向传输而是双向交互的。所以，咱们有时很须要知道双向交互一次所需的时间 
发送时间 = 数据长度 / 发送速率 
有效数据率 = 数据长度 / 发送时间+RTT 
往返时间还包括各中间结点的处理时延、排队时延以及转发数据时的发送时延。当使用卫星通讯时，往返时间RTT相对较长是一个很重要的性能指标 
7 .利用率 
信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据经过）。彻底空闲的信道的利用率是零。网络利用率则是全网络的信道利 
用率的加权平均值。信道利用率并不是越高越好。这是由于，根据排队论的理论，当某信道的利用率增大时，该信道引发的时延也就迅速增长（会增长排队） 
若是令D0表示网络空闲时的时延，D 表示网络当前的时延，那么在适当的假定条件下，能够用下面的简单公式来表示D，D0和利用率U 之 
间的关系： 
D = D0 / 1-U 
咱们必须有这样的概念：信道或网络的利用率太高会产生很是大的时延 
 
计算机网络的非性能特征 
1. 费用 
网络的速率越高，其价格也越高 
2. 质量 
络的质量取决于网络中全部构件的质量，以及这些构件是怎样组成网络的。网络的质量影响到不少方面，如网络的可靠性、网络管理的简易性 
3. 标准化 
网络的硬件和软件的设计既能够按照通用的国际标准，也能够遵循特定的专用网络标准。最好采用国际标准的设计，这样能够获得更好的互操做性，更易于升级换代和维修，也更容易获得技术上的支持 
4. 可靠性 
可靠性与网络的质量和性能都有密切关系（高速网络可靠的运行须要更高的费用） 
5. 可扩展性和可升级性 
在构造网络时就应当考虑到从此可能会须要扩展（即规模扩大）和升级（即性能和版本的提升) 
6 .易于管理和维护 
网络若是没有良好的管理和维护，就很难达到和保持所设计的性能

计算机网络体系结构 
计算机网络的基本概念中，分层次的体系结构是最基本的 
计算机网络体系结构的造成 
在这两台计算机之间必须有一条传送数据的通路。但这还远远不够。至少还有如下几项工做须要去完成： 
(1) 数据通讯的通路进行激活(activate)。所谓 “激活”就是要 发出一些信令，保证要传送的计算机数据能在这条通路上正确发送和接收。 
(2) 要告诉网络如何识别接收数据的计算机。 
(3) 发起通讯的计算机必须查明对方计算机是否已开机，而且与网络链接正常。 
(4) 发起通讯的计算机中的应用程序必须弄清楚，在对方计算机中的文件管理程序是否 
已作好接收文件和存储文件的准备工做。 
(5) 若计算机的文件格式不兼容，则至少其中一台计算机应完成格式转换功能。 
(6) 对出现的各类差错和意外事故，如数据传送错误、重复或丢失，网络中某个结点交换机出现故障等，应当有可靠的措施保证对方计算机最终可以收到正确的文件。

最初的 ARPANET设计时即提出了分层的方法。“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较 小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。

IBM公司宣布了系统网络体系结构SNA (System Network Architecture)。这个著名的网络标准就是按照分层的方法制定的

国际标准化组织ISO提出了一个试图使各类计算机在世界范围内互连成网的标准框架，即著名 
的开放系统互连基本参考模型 OSI/RM (Open Systems Interconnection Reference M odel),简称为OSI。 
TCP/IP大范围运行成功，被称为事实上的国际标准

协议与划分层次 
在计算机网络中要作到有条不紊的交换数据，就必须遵照一些事先约定好的规则，这些规则明确规定了说交换的数据格式以及相关同步问题（这里的同步指的是广义上的同步，即在必定条件下应当发生什么事件）。这些进行网络中的数据交换而创建的规则就是网络协议，含有三要素 
(1) 语法，即数据与控制信息的结构或格式； 
(2) 语义，即须要发出何种控制信息，完成何种动做以及作出何种响应； 
(3) 同步，即事件实现顺序的详细说明

ARPANET的研制经验代表，对于很是复杂的计算机网络协议，其结构应该是层次式的。咱们能够举一个简单的例子来讲明划分层次的概念。如今假定咱们在主机1 和主机2 之间经过一个通讯网络传送文件。这是一项比较复杂的工做，由于须要作很多的工做。第一类工做与

发送端的文件传送应用程序应当确信接收端的文件管理程序已作好接收和存储文件的准备。若两台主机所用的文件格式不同，则至少其中的一台主机应完成文件格式的转换。这两项工做可用 一个文件传送模块来完成 
不能让文件传送模块完成所有工做的细节，这样会使文件传送模块过于复杂。能够再设立一个通讯服务模块，用来保证文件和文件传送命令可靠地在两个系统之间交换 
构造一个网络接入模块，让这个模块负责作与网络接口细节有关的工做，并向上层提供服务，使上面的通讯服务模块可以完成可靠通讯的任务 

分层能够带来不少好处。如： 
(1)各层之间是独立的，仅须要知道该层经过层间的接口（即界面）所提供的服务，每一层只实现一种相对独立的功能，于是可将一个难以处理的复杂问题分解为若干个较容易处理的更小一些的问题。这样，整个问题的复杂程度就降低了 
(2) 灵活性好。当任何一层发生变化时（例如因为技术的变化），只要层间接口关系保持不变，则在这层以上或如下各层均不受影响。此外，对某一层提供的服务还可进行修改。当某层提供的服务再也不须要时，甚至能够将这层取消。 
(3) 结构上可分割开。各层均可以采用最合适的技术来实现。 
(4) 易于实现和维护。这种结构使得实现和调试一个庞大而又复杂的系统变得易于处理，由于整个的系统已被分解为若干个相对独立的子系统。 
(5) 能促进标准化工做。由于每一层的功能及其所提供的服务都己有了精确的说明。

分层时应注意使每一层的功能很是明确。若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。但层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。一般各层所要完成的功能主要有如下一些（能够只包括一种，也能够包括多种）： 
① 差错控制 使相应层次对等方的通讯更加可靠。 
② 流量控制 发送端的发送速率必须使接收端来得及接收，不要太快。 
③ 分段和重装 发送端将要发送的数据块划分为更小的单位，在接收端将其还原。 
④ 复用和分用 发送端几个高层会话复用一条低层的链接，在接收端再进行分用。 
⑤ 链接创建和释放 交换数据前先创建一条逻辑链接，数据传送结束后释放链接

分层固然也有缺点，例如，有些功能会在不一样的层次中重复出现，于是产生了额外开销 
计算机网络的各层及其协议的集合就是网络的体系结构(architecture)，体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件

具备五层协议的体系结构 
OSI的七层协议体系结构的概念清楚，理论也较完整，但它既复杂又不实用 
TCP/IP体系结构则不一样，但它如今却获得了很是普遍的应用（实际用） 
五层协议的体系结构只是为介绍网络原理而设计的（学习用） 

应用层(application layer) 
应用层的任务是经过应用进程间的交互来完成特定网络应用。应用层协议定义的是应用进程间通讯和交互的规则。这里的进程就是指主机中正在运行的程序。对于不一样的网络应用须要有不一样的应用层协议。咱们把应用层交互的数据单元称为报文(message) 
在互联网中的应用层协议不少，如域名系统DNS,支持万维网应用的HTTP协议，支持电子邮件的SMTP协议，等等。

运输层(transport layer) 
负责向两台主机中进程之间的通讯提供通用的数据传输服务，应用进程利用该服务传送应用层报文。所谓“通用的”，是指并不针对某个特定网络应用，而是多种应用可使用同一个运输层服务。因为一台主机可同时运行多个进程，所以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，分用和复用相反，是运输层把收到的信息分别交付上面应用层中的相应进程。 
运输层主要使用如下两种协议： 
• 传输控制协议TCP (Transmission Control Protocol)——提供面向链接的、可靠的数据传输服务，其数据传输的单位是报文段(segment)。 
• 用户数据报协议UDP (User Datagram Protocol)—–提供无链接的、尽最大努力(best-effort)的数据传输服务（不保证数据传输的可靠性），其数据传输的单位是用户数据报。

网络层(network layer) 
网络层负责为分组交换网上的不一样主机提供通讯服务。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，因为网络层使IP协议，因此分组也叫作IP数据报 
网络层的另外一个任务是选择合适的路由，使源主机运输层传下来的分组可以经过网络中的路由器找到目的主机 
互联网是由大量的异构网络经过路由器相互链接起来的，互联网的网络层使用的是无链接的网际协议IP和许多种路由选择协议

数据链路层 
简称链路层，两台主机之间的数据传输，老是在一段链路上传送，这就须要专门的链路层协议。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，帧在两个结点之间传送。每个帧包括数据和必要的控制信息（同步信息、地址信息、差错控制等） 
接收数据时，控制信息可以知道一个帧从哪一个比特开始和哪一个比特结束。这样数据链路层在收到一个帧后，就能够从中提取出数据部分，上交给网络层。 
控制信息还使接收端可以检测到所收到的帧中有偏差错。有就丢弃。若是须要还可改正数据在传输时出现的差错

物理层 
物理层上所传的数据单位是比特。

所谓对等层，就是任何两个一样的层次之间，如同有水平虚线链接同样，把数据（即数据单元加上控制信息）经过水平虚线直接传递给对方 
协议栈由于几个层次画在一块儿很 像一个栈(stack)的结构

实体、协议、服务和服务访问点 
研宄开放系统中的信息交换时，每每使用实体(entity)这一较为抽象的名词表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。实体就是一个特定的软件模块。 
协议是控制两个对等实体（或多个实体）进行通讯的规则的集合。协议的语法方面的规则定义了所交换的信息的格式，而协议的语义方面的规则就定义了发送者或接收者所要完成的操做，例如，在何种条件下，数据必须重传或丢弃。在协议的控制下，两个对等实体间的通讯使得本层可以向上一层提供服务。要实现本层协议，还须要使用下面一层所提供的服务。

协议和服务在概念上是很不同的。 
协议的实现保证了可以向上一层提供服务。使用本层服务的实体只能看见服务而没法看见下面的协议。也就是说，下面的协议对上面的实体是透明的。 
其次，协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通讯的规则。但服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层经过层间接口提供的。 
并不是在一个层内完成的所有功能都称为服务。只有那些可以被高一层实体“看得见”的功能才能称之为“服务”。上层使用下层所提供的服务必须经过与下层交换一些命令，这些命令在OSI中称为服务原语。

在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方，一般称为服务访问点 SAP (Service Access Point)。服务访问点SAP是一个抽象的概念，它实际上就是一个逻辑接口，有点像邮政信箱（能够把邮件放入信箱和从信箱中取走邮件），但这种层间接口和两个设备之间的硬件接口（并行的或串行的）并不同。OSI把层与层之间交换的数据的单位称为服务数据单元SDU (Service Data U nit),它能够与PDU不同。例如，能够是多个SDU合成为一个PDU，也能够是一个SDU划分为几个PDU。

计算机网络的协议还有一个很重要的特色，就是协议必须把全部不利的条件事先都估 
计到，而不能假定一切都是正常的和很是理想的

TCP/IP的体系结构 
TCP/IP的体系结构只有四层 
 
 
从图中能够看出TCP/IP协议两头大中间小。网络层和网络接口层都有不少协议。这种形式代表，TCP/IP协议能够为格式各样的应用提供服务。也容许在各式各样的网络构成的互联网上运行