计算机网络架构描述五层（计算机网络五层体系结构及功能）
本篇文章给大家谈谈计算机网络架构描述五层，以及计算机网络五层体系结构及功能对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。
本文目录一览：
网络的五层划分，TCP与UDP的区别，TCP的三次握手过程
化繁为简是人们解决复杂问题的常用方法，对计算机网络划分就是为了将计算机网络这个庞大的复杂的问题划分为简单的问题。通过“分而治之”解决简单的问题，从而解决复杂的问题。
五层划分是根据ISO/OSI参考模型和TCP/IP体系结构而来的 为了更好的学习计算机网络。他的五层分别是（从低到高）：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
下面对以上几个层次进行简单的介绍
1、物理层
物理层为最底层。为数据链路层提供物理连接，传输比特流。物理层的特性包括电压、频率、数据传输速率、最大传输距离等。
2、数据链路层
数据链路层建立在通信和实体之间，传输以“帧”为单位的数据。保证点到点的可靠性传输。
3、网络层
网络层主要功能是为处在不同网络系统中的两个节点通信提供一条逻辑通道。基本任务包括路由选择、拥塞控制、网络互连等。
4、传输层（最关键的一层，TCP工作在这一层）
传输层为用户提供“端到端”的服务。透明的传送报文。他屏蔽了下次数据通信的细节，因此很关键。该层关系的主要问题是包括建立连接、维护和中断虚电路、传输差错校验和恢复，以及信息流量控制机制等。
5.应用层
应用层是最靠近用户的OSI层，这一层作为用户的应用程序（例如电子邮件、 文件传输 和终端仿真）来提供网络服务。
我们***设A公司要给B公司发送邮件 老板叫 秘书来一下 你把这个邮件 寄到B公司 秘书找到顺丰快递告诉小哥 我要寄件 把这个寄到那那那（B公司地址等信息）然后快递小哥打包放在他车里 到了晚上或者某一规定时间 统一的 把他送到集散中心 装箱 送到 飞机上之后就是逆向过程 在这中间 秘书不需要知道 我的邮件是怎么运输的 我不管 你就给我运就行了 每一层 做自己的事情互不干扰。
TCP三次握手中有一些词要用到先简单解释一下
TCP序列号（序列码SN,Sequence Number） ：32位的序列号标识了TCP报文中第一个byte在对应方向的传输中对应的字节序号。当SYN出现，序列码实际上是初始序列码（ISN），而第一个数据字节是ISN+1，单位是byte。
TCP应答号(Acknowledgment Number简称ACK Number或简称为ACK Field) ：32位的ACK Number标识了报文发送端期望接收的字节序列。如果设置了ACK控制位，这个值表示一个准备接收的包的序列码。
ACK(Acknowledgment) ：取值1代表Acknowledgment Number字段有效，这是一个确认的TCP包，取值0则不是确认包。
SYN(Synchronize ) ：同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)有效。该标志仅在三次握手建立TCP连接时有效。它提示TCP连接的服务端检查序列编号，该序列编号为TCP连接初始端(一般是客户端)的初始序列编号。
FIN(Finish) ：带有该标志置位的数据包用来结束一个TCP会话，但对应端口仍处于开放状态，准备接收后续数据。当FIN标志有效的时候我们称呼这个包为FIN包。
上图已经说明了三次握手的过程。
1、首先由主机A发出请求连接即 SYN=1 ACK=0 (请看上面的介绍), TCP规定SYN=1时不能携带数据，但要消耗一个序号,因此声明自己的序号是 seq=200
2、然后 Server 进行回复确认，即 SYN=1 ACK=1 seq=500, ack=200+1,
3、再然后主机A再进行一次确认，但不用SYN 了，这时即为 ACK=1, seq=200+1, ack=500+1.
然后连接建立
1、当主机A 没有东西要发送时就要释放 A 这边的连接，A会发送一个报文（没有数据），其中 FIN 设置为1。
2、主机B收到后会给应用程序一个信，这时A那边的连接已经关闭，即A不再发送信息（但仍可接收信息）。
3、A收到B的确认后进入等待状态，等待B请求释放连接， B数据发送完成后就向A请求连接释放，也是用FIN=1 表示， 并且用 ack =100+1(如图）。
4、 A收到后回复一个确认信息，并进入 TIME_WAIT 状态， 等待 2MSL 时间。
为什么要等待呢？
为了这种情况： B向A发送 FIN = 1 的释放连接请求，但这个报文丢失了， A没有接到不会发送确认信息， B 超时会重传，这时A在WAIT_TIME 还能够接收到这个请求，这时再回复一个确认就行了。（A收到 FIN = 1 的请求WAIT_TIME会重新记时）
另外主机B存在一个保活状态，即如果A突然故障死机了，那B那边的连接***什么时候能释放呢？ 就是保活时间到了后，B会发送探测信息， 以决定是否释放连接。
我在网上找了一个例子
三次握手：
A:“喂，你听得到吗？”A-SYN_SEND
B:“我听得到呀，你听得到我吗？”应答与请求同时发出 B-SYN_RCVD | A-ESTABLISHED
A:“我能听到你，今天balabala……”B-ESTABLISHED
四次挥手：
A:“喂，我不说了。”A-FIN_WAIT1
B:“我知道了。等下，上一句还没说完。Balabala…..”B-CLOSE_WAIT | A-FIN_WAIT2
B:”好了，说完了，我也不说了。”B-LAST_ACK
A:”我知道了。”A-TIME_WAIT | B-CLOSED
A等待2MSL,保证B收到了消息,否则重说一次”我知道了”,A-CLOSED
TCP提供面向连接的可靠的（没有数据重复或丢失）全双工的数据流传输服务，每一个TCP连接可靠地建立，优雅的关闭，保证数据在连接关闭之前被可靠地投递到目的地。
UDP面向非连接的，不可靠的传输服务。它使用ip数据包携带数据，但增加了对给定主机上多个目标进行区分的能力。UDP既不使用确认信息对数据的到达进行确认，也不对收到的数据进行排序，因此可能出现丢失、重复、或乱序现象。
计算机网络之五层协议
一：概述
计算机网络 （网络）把许多 计算机 连接在一起，而 互联网 则把许多网络连接在一起，是 网络的网络 。因特网是世界上最大的互联网。
以小写字母i开始的internet( 互联网或互连网 )是 通用 名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。在这些网络之间的通信协议（通信规则）可以是 任意 的。
以大写字母I开始的Interent（ 因特网 ）是 专有 名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它***用的是 TCP/IP 协议族 作为通信规则，且其前身是美国的 ARPANET 。
因特网现在***用 存储转发 的 分组交换 技术，以及三层因特网服务提供者（ISP）结构。
因特网按 工作方式 可以划分为 边缘 部分和 核心 部分，主机在网络的边缘部分，作用是进行信息处理。 路由器 是在网络的核心部分，作用是：按存储转发方式进行 分组交换 。
计算机通信是计算机的 进程 （运行着的程序）之间的通信，计算机网络***用 通信方式 ：客户–服务器方式和对等连接方式（P2P方式）
按作用 范围 不同，计算机网络分为：广域网WAN,城域网MAN，局域网LAN和个人区域网PAN。
五层协议 的体系结构由：应用层，运输层，网络层，数据链路层和物理层。
1:应用层 ： 是体系结构中的最高层，应用层的任务是 通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 应用进程间通信和交互的规则 。
2:运输层 ：任务是负责向 两个主机中的进程之间的通信提供可靠的端到端服务 ，应用层利用该服务传送应用层报文。
TCP ：提供面向连接的，可靠的数据传输服务，其数据传输的单位是报文段。
UDP ：提供无连接的，尽最大努力的数据传输服务，不保证数据传输的可靠性。
3网络层： 网络层的任务就是要选择合适的路由，在发送数据时， 网络层把运输层产生的报文段或者用户数据报 封装 成分组或包进行交付给目的站的运输层。
4数据链路层： 数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧（frame）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。
5:物理层： 物理层的任务就是 透明 地传送比特流，物理层还要确定连接电缆插头的 定义 及 连接法 。
运输层最重要的协议是：传输控制协议 TCP 和用户数据报协议 UDP ，而网络层最重要的协议是网络协议 IP 。
分组交换的优点：高效、灵活、迅速、可靠。
网络协议主要由三个要素组成： （1）语法：即数据和控制信息的结构或者格式； （2）语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。 （3）同步：即***实现顺序的详细说明。
二：物理层
物理层的主要任务：描述为确定与 传输媒体 的 接口 有关的一些特性。
机械特性 ：接口所用接线器的形状和尺寸，引脚数目和排列，固定和锁定装置等，平时常见的各种规格的插件都有严格的 标准化的规定 。
电气特性 ：接口电缆上的各条线上出现的电压 范围 。
功能特性 ：某条线上出现的某一电平的点电压表示何种 意义 ；
过程特性 ：指明对不同功能的各种可能***的出现 顺序 。
通信的目的 是： 传送消息 ， 数据 是运送消息的 实体 。 信号 是数据的电气或电磁的表现。
根据信号中代表 参数 的取值方式不同。 信号分为 ： 模拟信号 （连续无限）+ 数字信号 （离散有限）。代表数字信号不同的离散数值的基本波形称为 码元 。
通信 的双方信息交互的方式来看，有三中 基本方式 ：
单向 通信（广播）
双向交替 通信（**半双工**_对讲机）
双向同时 通信（ 全双工 _电话）
调制 ：来自信源的信号常称为基带信号。其包含较多低频成分，较多信道不能传输低频分量或直流分量，需要对其进行调制。
调制分为 两大类 ： 基带调制 （仅对波形转换，又称 编码 ，D2D）+ 带通调制 (基带信号频率范围搬移到较高频段， 载波 调制，D2M)。
编码方式 ：
不归零制 （正电平1/负0）
归零制度 （正脉冲1/负0）
曼彻斯特编码 （位周期中心的向上跳变为0/下1）
差分曼彻斯特编码 （每一位中心处有跳变，开始辩解有跳变为0，无跳变1）
带通调制方法 ： 调 幅 （ AM ）：(0, f1) 。调 频 （ FM ）：(f1, f2) 。调 相 （ PM ）：（0 ， 180度） 。
正交振幅调制（QAM）物理层 下面 的 传输媒体 （介质）： 不属于任何一层 。包括有： 引导性传输媒体 ：双绞、同轴电缆、光缆 、 非引导性传输媒体 ：短波、微波、红外线。
信道复用技术 ： 频分复用 ：（一样的时间占有不不同***） ； 时分复用 ：（不同时间使用同样***） ；统计时分复用、波分复用（WDM）、码分复用（CDM）。
宽带接入技术 ： 非对称数字用户线 ADSL (Asymmetric Digital Subcriber Line)（用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造）
三：数据链路层
数据链路层使用的 信道 有 两种类型： * 点对点(PPP) 信道+ 广播*信道
点对点信道的数据链路层的协议数据单元- -帧
数据链路层协议有许多， 三个基本问题 是共同的
封装成桢
透明传输
差错检测
局域网的数据链路层拆成两个子层，即 逻辑链路层（LLC） 子层+ 媒体接入控制（MAC） 子层；
适配器的作用：
计算机与外界局域网的连接是通过通信适配器，适配器本来是主机箱内插入的一块网络接口板，又称网络接口卡，简称（ 网卡 ）。
以太网***用 无连接 的工作方式，对发送的数据帧 不进行编号 ，也不要求对方发回确认，目的站收到差错帧就丢掉。
以太网***用的协议是：具有 冲突检测 的 载波监听多点接入 ( CSMA/CD )。协议的要点是： 发送前先监听，边发送边监听，一旦发现总线出现了碰撞，就立即停止发送。
以太网的硬件地址 ， MAC 地址实际上就是适配器地址或者适配器标识符。 48位长 ， 以太网最短帧长：64字节。争用期51.2微秒。
以太网适配器有 过滤 功能：只接收 单播帧，广播帧，多播帧 。
使用 集线器 可以在 物理层 扩展以太网（半双工），使用 网桥 可以在 数据链路层 扩展以太网（半双工），网桥转发帧时， 不改变帧 的源地址。网桥 优点 ：对帧进行转发过滤，增大 吞吐量 。扩大网络物理范围，提高 可靠 性，可 互连 不同物理层，不同MAC子层和不同速率的以太网。 网桥 缺点 ：增加时延，可能产生广播风暴。
透明网桥 ： 自学习 办法处理接收到的帧。
四：网络层
TCP/IP 体系中的网络层向上只提供简单灵活的、无连接，尽最大努力交付的数据报服务。网络层不提供服务质量的承诺，不保证分组交付的时限， 进程 之间的通信的 可靠性 由 运输层 负责。
一个IP地址在整个因特网范围内是唯一的，分类的 IP地址 包括A类（ 1~126 ）、B类（ 128~191 ）、C类（ 192~223 单播地址）、D类（ 多播 地址）。
分类的IP地址由 网络号字段 和 主机号字段 组成。
物理地址（硬件地址）是数据链路层和物理层使用的地址，而 IP 地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种 逻辑地址 ，数据链路层看不见数据报的IP地址。
IP首部中的 生存时间 段给出了IP数据报在因特网中经过的 最大路由器数 ，可防止IP数据报在互联网中无限制的 兜圈 子。
地址解析协议 ARP（Address Resolution Protocol） 把IP地址解析为 硬件地址 ，它解决 同一个局域网的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题 ，是一种解决地址问题的协议。以目标IP地址为线索，用来定位一个下一个应该接收数据分包的网络设备对应的MAC地址。如果目标主机不再同一链路上时，可以通过ARP查找下一跳路由器的MAC地址，不过ARP只适用于IPV4，不能用于IPV6，IPV6中可以用ICMPV6替代ARP发送邻居搜索消息。
路由选择协议有两大类： 内部*** 协议（RIP和OSPE）和 外部*** 协议（BGP-4）。
网际控制报文协议 ICMP （Internet Control Message Protocol ）控制报文协议。是IP层协议，ICMP报文作为IP数据报的数据，加上首部后组成IP数据报发送出去，使用ICMP并不是实现了可靠传输。ICMP允许主机或者路由器 报告差错 情况和 提供有关异常 的情况报告。
ICMP是一个重要应用是分组网间探测 PING
与单播相比，在一对多的通信中，IP多播可大大节约网络***， IP多播使用D类地址，IP多播需要使用 网际组管理协议IGMP 和多播路由选择协议。
五: 运输层
网络层为主机之间提供逻辑通信,运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。
运输层有两个协议 TCP和UDP
运输层用一个 16位 端口号来标志一个端口。
UDP特点 ：无连接、尽最大努力交付、面向报文、无拥塞控制、支持一对一，多对一，一对多，多对多的交互通信。首部开销小。
TCP特点： 面向连接，每一条TCP连接只能是点对点、提供可靠的交付服务，提供全双工通信、面向字节流。
TCP用主机的IP地址加上主机上的端口号作为TCP连接的端点，这样的端点就叫 套接字 。
流量控制 是一个 端到端 的问题，是接收端抑制发送端发送数据的速率，以方便接收端来得及接收。 拥塞控制 是一个全局性过程，涉及到所有的主机，所有的路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。
TCP拥塞控制***用四种算法： 慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复 。
传输有 三个连接 ：连接建立、数据传送、连接释放。
TCP连接建立***用三次握手机制，连接释放***用四次握手机制。
六:应用层
文件传送协议FTP 使用 TCP 可靠传输服务。FTP使用客户服务器方式，一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。在进行文件传输时，FTP的客户和服务器之间要建立两个并行的TCP连接，控制连接和数据连接，实际用于传输文件的是 数据连接 。
万维网 WWW 是一个大规模，联机式的信息储藏所，可以方便从因特网上一个站点链接到另一个站点。
万维网使用 统一***定位符URL 来标志万维网上的各种文档，并使每一个文档在整个因特网的范围内具有唯一的标识符 URL 。
理解计算机网络的分层
以五层结构为例,分别是物理层,数据链路层,网络层,传输层,应用层,上层的数据通过加首部/尾部/控制信息等部分进行封装传到下一层,通过层层包装形成一个"包裹"通过物理层(各种光纤/双绞线等)传送到接受方,接收方在往上递交数据时,以不同的规定不断地剥离之前增加的控制信息,逐层上交给应用层,下层提供服务给上层
计算机网络分为几层？
第一层：物理层
解决两个硬件之间怎么通信的问题，常见的物理媒介有光纤、电缆、中继器等。它主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。
第二层：数据链路层
数据链路层从网络层接收数据包，数据包
包含发送方和接收方的IP地址。数据链路层执行两个基本功能。它允许上层使用成帧之类的各种技术来访问介质，控制如何放置和接收来自介质的数据。
第三层：网络层
传输层将数据段传递到网络层。网络层用于将接收到的数据段从一台计算机传输到位于不同网络中的另一台计算机。网络层的数据单元称为数据包，网络层的功能是逻辑寻址、路由和路径确定。
第四层：传输层
OSI下3层的主要任务是数据通信，上3层的任务是数据处理，传输层是第四层，因此该层是通信子网和***子网的接口和桥梁，起到承上启下的作用。
第五层：会话层
是用户应用程序和网络之间的接口，主要任务是组织和协调两个会话进程之间的通信，并对数据交换进行管理。
第六层：表示层
表示层指从应用层接收数据，这些数据是以字符和数字的形式出现的，表示层将这些数据转换成为机器可以理解的二进制格式，也就是封装数据和格式化数据，例如将ASCII码转化为别的编码，这个功能称为“翻译”。
第七层：应用层
是OSI参考模型的最高层，它使计算机用户以及各种应用程序和网络之间的接口，是网络应用程序所使用的，例如HTTPS协议、HTTP协议，应用层是通过协议为网络提供服务，执行用户的活动。
典型的计算机网络体系结构有哪些
OSI七层模型、TCP／IP四层模型、五层体系结构
一、OSI七层模型
OSI七层协议模型主要是：应用层（Application）、表示层（Presentation）、会话层（Session）、传输层（Transport）、网络层（Network）、数据链路层（DataLink）、物理层（Physical）。
二、TCP／IP四层模型
TCP／IP是一个四层的体系结构，主要包括：应用层、运输层、网际层和网络接口层。从实质上讲，只有上边三层，网络接口层没有什么具体的内容。
三、五层体系结构
五层体系结构包括：应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。五层协议只是OSI和TCP／IP的综合，实际应用还是TCP／IP的四层结构。为了方便可以把下两层称为网络接口层。
扩展资料：
世界上第一个网络体系结构是美国IBM公司于1***4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***用了层次技术。
关于计算机网络架构描述五层和计算机网络五层体系结构及功能的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。
