2、网络标准化与体系结构

这一节，我们主要学习的内容是网络的标准化、OSI和TCP/IP两大体系结构以及相关的一些专用概念。尤其是两大体系结构，它是贯穿整个网络领域内所有知识的基础性概念。

标准化这一部分的内容，可以分两个部分来讲。第一部分是体系结构的标准化，第二部分是互联网标准RFC文档的制定过程。

在网络发展的早期，各个互联网公司都有自己的一套标准，在某些功能和接口上并不统一，兼容性很差。IBM公司首先推出了系统网络体系结构SNA，随后DEC公司宣布了自己的数字网络体系结构DNA，这就是两套不同的标准。

直到国际标准化组织ISO制定开放系统互联参考模型OSI/RM，可以简写为OSI，表明遵从OSI的网络产品都是所谓的“开放系统”。至此，网络体系结构在理论上统一了。

可以说，OSI模型是一个比较完美的体系结构，从上到下共有七层，每层都进行不同的工作。但是，由于这个模型太过于复杂，并且有一些相同的功能也重复的出现在不同的层次上，所以并没有能够在实际中应用，只是一种理论上的模型，真正在实际应用的体系结构是TCP/IP模型。

下面，我们要学习的是互联网标准，也叫RFC文档。通常，当某家机构或团体开发出了一套标准或提出对某种标准的设想，想要征询外界的意见时，就会在Internet上发放一份RFC，对这一问题感兴趣的人可以阅读该RFC并提出自己的意见。

一份RFC文档经过不断的论证、修改等步骤，最终成为官方标准，至少要经历三个步骤：

①互联网草案阶段（此阶段的文档不能算是RFC文档）

②建议标准阶段（开始成为RFC文档）

③互联网标准阶段（正式成为RFC文档作为互联网的一项标准）

OSI作为理论上的网络体系，TCP/IP作为实际应用中的网络体系，它们之间有很多共通点，也有很多差别。其中，最主要的，就是它们对于层次的定义，OSI模型有七层，TCP/IP模型只有四层。而我们在学习过程中，会把它们进行结合互补，这样学习起来就是比较完整的了。

在学习具体的层次体系之前，我们要想一想，这是在干嘛，为什么要把网络分层呢，分层的目的何在呢？带着这个问题，学习完下面的内容，心中就会有答案了。

现在，我们来看一张非常经典的图片，OSI与TCP/IP层次对应图：

刚才我们说到，在学习过程中，把这两个模型进行结合互补，就是因为TCP/IP模型的网络接口层，对应于OSI的链路层和物理层，而实际上链路层和物理层的差别还是很大的，所以我们要拆开来分别学习。

现在，我们不需要理解每个层到底是干什么工作的，只需要知道每个层都完成不同的功能即可，这些层次随着学习的深入，都会了解到的。这句话，也回答了刚才的问题，每个层完成不同的功能，既相互独立又相互协调，在极大程度上简化了网络的复杂性，这就是为什么要分层的原因。

有了体系结构的概念之后，我们要了解与它相关的一些名词和概念：

①协议：控制两个或多个通信进程进行通信的规则的集合。有了各种的协议，才能保证网络上信息交互的有条不紊。

协议的三要素：语法、语义、时序。

简单理解起来，语法就是协议的格式，也就是“怎么说”；语义是协议的内容，也就是“说什么”；时序是协议控制交互的顺序，也就是“什么时候说”。

②服务：体系结构中的每一层都要向自己的上一层提供服务，同时接受自己的下一层提供的服务。所谓服务就是相邻上下层相互交换的一些命令，这些命令在OSI模型中被称为服务原语。

③SAP：服务访问点，即为上下两层的实体进行服务原语交互的接口。

④PDU：协议数据单元，每一层都有不同的PDU。如下表所示。

有了PDU的概念之后，我们结合体系结构的模型，来简单叙述一下，在网络上发送数据的过程：

假设数据发送方为主机A，接收方为主机B。数据从A的应用层出发，向下到达A的传输层，加上传输层的报文首部，接着向下到达网络层，加上网络层的IP首部，接着到达链路层，加上帧头和帧尾，最后到达物理层，变成二进制的比特流通过传输介质发送到主机B。

主机B收到后，把数据流上交自己的链路层，去除帧头和帧尾，上交至网络层，去除IP首部，在上交传输层，去除报文首部，还原出原始的A发送的信息，这就是整个的过程。

发送方一层一层的往下传达数据，接收方一层一层的往上交付数据，都是通过各层之间的“SAP”或者叫“服务访问点”来完成的。

理解之后，看下面这一张形象的图：

这一节，我们就先学习到这里，重点是要理解发送和接受数据的过程。下一节，我们要学习网络的组成、分类和网络测试的性能指标。

参考教材：谢希仁《计算机网络》第七版