简述计算机网络的体系结构？

OSI体系结构 物理层，数据链路层，网络层，运输层，会话层，表示层和应用层
TCP/IP体系结构 网络结构层，网际层，运输层，应用层
五层体系结构 物理层，数据链路层，网络层，运输层，应用层

物理层：

• 主要用来描述了数据（信号）传输时的物理特性，比如，物理接口，数据的编码和调制，数据的极限传输速度（奈氏准则和香农定理），数据的交换方式
• 其中的重要设备有“放大器”，“中继器”和“集线器”

数据链路层：

• 主要用来处理数据和链路两部分。对数据的处理包括成帧，透明传输，差错控制，流量控制，可靠传输。对链路的处理包括信道划分，链路控制，其中随机接入信道的CSMA/CD和CSMA/CA协议比较重要。流量控制在数据链路层是直接相连设备之间的控制，使用滑动窗口进行流量控制。含有帧确认和超时重传等功能。
• 重要的协议有局域网下的信道划分相关协议MAC，广域网下的PPP协议和HDLC协议
• 重要的设备是网桥和交换机，它们都含有交换表存储了源MAC地址，目的MAC地址和端口。局域网交换机一般直接与主机相连，广域网交换机与其他广域网交换机相连。网桥和交换机隔离了冲突域，一般没有隔离广播域，在设置VLAN的情况下能够进一步隔离广播域

网络层：

• 负责跨网络主机到主机的通信，主要用来进行异构网络互联，路由转发，流量控制和拥塞控制。网络层的拥塞控制是路由器根据上下门限值进行的主动队列管理。
• 其中重要的协议有IPV4，IPV6协议，ICMP，IGMP和ARP协议，RIP和OSPF的内部网关协议，BGP的外部网关协议，还有NAT协议
• IP地址的编址方式有三种，分别是传统分类网络，划分子网，CIDR构成超网。网络层有网络号，子网号和主机号，不过需要注意的是子网号只在网络内部可见
• ICMP用来报告IP报文差错，IGMP是组播协议，ARP缓存中当前网段中所有主机的IP地址到MAC物理地址的映射，RIP是基于距离向量使用UDP报文的内部网关协议，OSPF是基于链路状态使用IP分组的内部网关协议，BGP是基于路径向量使用TCP报文的外部网关协议，NAT负责内网与公网的映射
• 重要的设备就是路由器，其中含有路由表和转发表。不同于数据链路层的网桥和交换机设备一般只查看帧的目的物理地址，而网络层的路由器会查看和修改源物理地址和目的物理地址。路由器隔离了广播域和冲突域

传输层：

• 负责跨网络进程到进程的通信，也就是所谓的端到端的通信，端口到端口，主要用来进行可靠传输，流量控制和拥塞控制。可靠传输涉及到“编号”，“确认”和“超时重传”技术。传输层的流量控制是跨网络端到端的控制且滑动窗口大小可变，数据链路层的流量控制是同一网络下的且滑动窗口大小是固定的。拥塞控制也是通过滑动窗口机制实现的，它需要网络的全局信息才能判断网络是否发生拥塞，拥塞控制设计三个算法“慢开始”，“拥塞避免”和“快重传”
• 其中重要的协议有UDP协议和TCP协议，前者是无连接的，后者是面向连接的。

应用层：

• 主要是各种应用以及对应的协议，包括DNS系统，FTP系统，电子邮件系统和HTPP相关应用
• DNS系统使用UDP协议
• 电子邮件系统涉及的主要协议有SMTP，MIME，POP3和HTTP协议，传统的电邮一般使用SMTP和POP3协议，现在流行的电子邮件系统主要使用HTTP协议和SMTP协议。
• HTTP应用主要使用HTTP协议，它是建立在TCP协议之上的无状态的协议，每次建立的连接都是独立的。
• 使用UDP提供服务的协议包括：DNS(UDP端口53)，DHCP(负责动态分配IP)
• 使用TCP提供服务的协议包括：HTTP，HTTPS，FTP，SMTP，SSH，TELNET

网络协议分层的好处有哪些？

• 分层之后能够促进标准化工作
• 保证下层对上层的独立性，上层单向使用下层的服务。服务是垂直的，协议是水平的。
• 各层之间接口清晰，相互调用少
• 每一层都实现一种相对独立的功能，降低系统的复杂度
• 各层功能的精确定义独立于具体方法的实现，每层可以采用最合适的技术来实现