（二）計算機網路體系結構與參考模型
計算機網路分層結構：
計算機網路為什麼要採用分層結構？
分層，是為了更好地管理當網路大時，就必須採取分層，並且每一層都需要實現所對應的功能，這樣才會有更好的發展。但是，分層又不能太多，如果分層太多，資源浪費就很多，所以。TCP/IP折中地採用4層結構模型，（在教材中為了更好地描述各層的工作原理，常常被看做5層）
1.實體：任何可以傳送或接收資訊的硬體或者軟體程序。通常是一個特定的軟體模組。
2.對等層：不同機器上的同一層。
對等實體：同一層上的實體。
協議：
協議是一種規則，並且是控制兩個對等實體進行通訊的規則，也就是水平的。
協議由下面三個部分組成：
1.語義：對構成協議元素的含義的解釋，即講什麼
2.語法：資料與控制資訊的結構或格式，即
怎麼講。3.同步：規定了事件的執行順序。
介面：
介面又被稱為服務訪問點，從物理層開始。每一層都向上提供服務訪問點（介面），所以沒有介面就不能提供服務。
1.服務資料單元（SDU）：第n層的服務資料單元記作 n-SDU。
2.協議控制資訊（PCI）:第n的協議控制資訊，記作 n-PIC。
3.介面控制資訊（ICI）:第n層的介面控制資訊，記作 n-ICI。
4.協議資料單元（PDU）:
第n層的服務資料單元（SDU）+第n層的協議控制資訊（PCI）=第n層的協議資料單元（PDU）
即n-SDU+n-PIC=n-PDU
表示的是：同等層對等實體間傳送的資料單元。
另外n-PDU=（n-1）SDU。例如：網路層的整個IP分組交到資料鏈路層，整個IP分組成為資料鏈路層的資料部分。
5.介面資料單元（IDU）：第n層的服務資料單元（SDU）+第n層的介面控制資訊(ICI)=第n層的介面資料單元（IDU）
即：
n-SDU+n-ICI=n-PDU
表示的是在相鄰層介面之間傳送的資料單元。
服務：
服務指下層為相鄰上層提供的功能呼叫。協議是水平的，而服務是垂直的。即下層向上層通過介面提供服務。
服務氛圍三類：
1.面向連線的服務和麵向無連線的服務：
面向連線的服務：當通訊雙方通訊時，要事先建立一條通訊線路，該通訊線路包括建立連線，使用連線、釋放連線三個過程。（TCP協議）
面向無連線的服務：通訊雙方不需要事先建立通訊線路，而是把每個帶有目的地址的包傳送到線路上，由系統選擇線路進行傳輸，（IP協議、UDP協議）
面向連線的服務與面向無連線的服務對照：
| 服務 | 優點 | 缺點 |
| 面向連線 | 可靠資訊流，資訊回覆確認 | 佔用通訊通道 |
| 面向無連線 | 不佔用通訊通道 | 資訊可能丟失，資訊無回覆確認 |
2.有應答服務與無應答服務：
有應答服務：指接收方在收到資料後向傳送方給出相應的應答。
無應答服務：指接收方在收到資料後不自動給出應答。
3.可靠服務與不可靠服務：
可靠服務：指網路具有檢錯，糾錯，應答機制。能保證資料正確。可靠地傳送到達目的地。
不可靠服務：指網路不能保證資料正確、可靠地傳送到達目的地，網路只能儘量正確，可靠，是一種“盡力而為”的服務.
注意：並非在一個層內完成的全部功能都稱為服務，只有那些能夠被高一層實體“發現”的功能才能稱為服務：
iso/osi參考模型和TCP/IP參考模型：
1.五層結構的總結：
OSI參考模型具有7層結構，而TCP/IP參考模型只有4層結構（一般看成5層結構）。在OSI參考模型中表示層和會話層不是重點，只需掌握5層結構。
5層結構參考模型各層的總結如下表：
| 應用層（使用者對使用者） | 任務：提供系統與使用者的介面 功能：1.檔案傳輸。2.訪問和管理；3.電子郵件服務。 協議：FTP、SMTP、POP3、HTTP |
| 傳輸層（運輸層） （應用對應用，金星對程序） |
傳輸單位：報文段（TCP）或使用者資料報（UDP） 任務：負責主機中兩個程序之間的通訊。 功能：1.為端到端連線提供可靠地傳輸服務。2.為端到端連線提供流量控制，差錯控制、服務質量等管理。 協議：TCP/UDP |
| 網路層（IP層）（主機對主機） | 傳輸單位：資料報 所實現的硬體：路由器。 任務：1.將傳輸層傳下來的報文段封裝成分組。2。選擇適當的路由，使傳輸層傳下來的分組能夠交付到目的主機。 功能：1.為傳輸層提供服務。2.組包和拆包。3.路由選擇。4.擁塞控制。 協議：ICMP/ARP/RARP/IP/IGMP |
| 資料鏈路層（鏈路層） | 傳輸單位：幀 所實現的硬體：交換機，網橋 任務：將網路層傳輸下來的IP資料報組裝成幀。 功能：1.鏈路連線的建立，拆除，分離，2.幀定界和幀同步。3.差錯控制 協議：PPP/HDIC/ARQQ |
| 物理層 | 傳輸單位：位元 所實現的硬體：集線器，中繼器 任務：透明底傳輸位元流 功能：為資料端裝置提供傳輸資料通路。 |
2.OSI參考模型和TCP/IP參考模型的區別：
| OSI參考模型 | TCP/IP參考模型 |
| 1.3個主要概念：服務。介面。協議 2.協議由很好的隱藏性 3.產生在協議發明之前 4.共有7層 網路層：連線和無連線 傳輸層：僅有面向連線 |
1.沒有明確區分服務，介面，協議。 2.產生在協議發明之後 3.共有4層（注意：不是5層） 網路層：僅有無連線 傳輸層：面向連線和無連線 |
3.會話層與表示層的基本功能：
1.會話層：在兩個結點之間建立，維護和釋放面向使用者的連線，並對會話進行管理控制，保證會話資料可靠傳送。
2.表示層：負責處理在兩個內部資料表示結構不同的通訊系統交換資訊的表示格式。為資料加密解密以及提高資料的傳輸速率提供必要的資料壓縮和解壓等功能。
計算機網路的效能指標：
1.時延：
時延是指資料從網路或鏈路的一端傳送到另外一端所需要的時間。（也稱延遲或遲延）
由以下幾個部分組成：
（1）傳送時延（傳輸時延）：主機或路由器傳送資料幀所需要的時間，即從傳送資料幀的第一位算起到該幀的最後一位傳送完畢所需要的時間，因此。傳送時延也被稱為傳輸時延。公式為：
傳送時延=資料幀長度（bit）/傳送速率（bit/s）
2.傳播時延：是指電磁波在通道通訊中傳播一定距離所需要的時間。公式為：
傳播時延=通道長度（m）/電磁波在通道上傳播的速度（m/s）
3.處理時延：是指主機或路由器在接收到分組時進行處理所需要的時間。
4.排隊時延。分組在進行網路傳輸時，要經過許多的路由器，蛋分組在進入路由器後要先在輸入佇列中排隊等待處理，在路由器確定了轉發介面後，還需要在輸出佇列中排隊等待轉發，這就產生了排隊時延。
總時延=傳送時延+傳播時延+處理時延+排隊時延
2.時延貸款積：
時延頻寬積又稱為以位元為單位的鏈路長度。
時延頻寬積=傳佈時延 x 頻寬
3.往返時間：
從傳送方傳送資料開始，到傳送方收到來自接收方的確認訊息總共經歷的時間。
4.利用率：
包括通道利用率和網路利用率兩種；
通道利用率：指某個通道有百分之幾的時間是被利用的（有資料通過），完全空閒時利用率為0.
網路利用率：是指全網路的通道利用率的加權平均值，
注意：不是通道利用率與網路利用率越高越好。因為利用率越高，會導致資料在路由器中轉發延時越長。