计算机网络体系结构中的专用术语

本文专用术语来源于OSI的七层协议体系结构。但也适用于TCP/IP四层体系结构、五层协议原理体系结构。

将这些专用术语中最具代表性的三个作为分类名称：实体、协议、服务。

实体

实体：指任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。

• 在各层中，用标有字母的小方格来表示实体

对等实体：指通信双方相同层次中的实体。

• 图中，实体A与F为对等实体……
• 比如：通信双方的网卡，就是对等实体；通信双方中，正在进行通信的应用进程，也是对等实体

协议

协议是控制两个对等实体进行逻辑通信的规则的集合。

• 例如：应用层对等实体在应用层协议的控制下进行逻辑通信

之所以称为逻辑通信，是因为这种通信其实并不存在，它只是我们假设出来的一种通信。

• 目的在于方便我们单独研究体系结构某一层时，而不用考虑其他层。
• 例如，当我们研究运输层时，我们可以假设运输层的对等实体在进行逻辑通信，而不用顾忌其他层。

计算机网络协议有三个要素：语法、语义、同步

语法

语法：定义通信双方所交换信息的格式

例如，IP数据报格式

1. 小格子称为字段或域
2. 数字表示字段的长度，单位是位（也就是比特）

语法就是定义了这些小格子的长度和先后顺序。换句话说，语法定义了所交换信息由哪些字段以及以何种顺序构成。

语义

语义：定义通信双方所要完成的操作。

例如，主机要访问远程Web服务器

1. 主机会构建一个HTTP的GET请求报文，然后将其发送给Web服务器
2. Web服务器收到该报文并进行解析，知道这是一个HTTP的GET请求报文。于是就在自身内部查找所请求的内容，并将所找到的内容封装在一个HTTP响应报文中发回给主机
3. 主机收到HTTP响应报文后，对其进行解析，取出所请求的内容并由浏览器解析显示

此例子就可以体现出通信双方收到分组后，完成怎样的操作，这是HTTP协议的语义所定义的。

同步

同步：定义通信双方的时序关系

• 并不是指始终频率同步

例如，这是TCP采用“三报文握手”建立连接的过程

1. 要想进行运输层TCP实体间的逻辑通信。首先必须建立连接，从连接建立过程就可以看出，TCP客户端和TCP服务器之间的时序关系，以及各自的状态转换
2. 只有双方建立连接后，才能进行TCP数据传输

这个例子可以充分体现计算机网络协议三要素中的同步

服务

在协议的控制下，两个对等实体间的逻辑通信使得本层能够向上一层提供服务。

• 物理层对等实体在物理层协议的控制下向数据链路层提供服务

要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务

• 数据链路层对等实体享受物理层提供的服务，并在数据链路层协议的控制下进行逻辑通信，给网络层提供服务
• 网络层对等实体享受数据链路层提供的服务，并在网络层协议的控制下进行逻辑通信，给运输层提供服务
• 运输层对等实体享受网络层提供的服务，并在运输层协议的控制下进行逻辑通信，给应用层提供服务
• 应用层对等实体享受运输层提供的服务，并在应用层协议下进行逻辑通信，给其上层（也就是用户）提供服务

很明显，协议是水平的，而服务是垂直的。

实体看得见相邻下层所提供的服务，但并不知道实现该服务的具体协议。也就是说，下面的协议对上层的实体是“透明”的

• 这就好比，我们看得见手机为我们提供的各种服务，但我们只是享受这些服务，而没有必要弄懂手机的工作原理

服务访问点

服务访问点：在同一系统中，相邻两层的实体交换信息的逻辑接口，用于区分不同的服务类型。

• 数据链路层的服务访问点为帧的“类型”字段
• 网络层的服务访问点为IP数据报首部中的“协议字段”
• 运输层的服务访问点为“端口号”

服务原语

上层要使用下层所提供的服务，必须通过与下层交换一些命令，这些命令称为服务原语

协议数据单元PDU

在计算机网络体系结构中，对通信双方所交互的数据包有专门的术语。
我们把对等层次之间传送的数据包称为该层的协议数据单元（PDU）。

例如

• 物理层对等实体逻辑通信的数据包称为比特流，即比特流为该层的协议数据单元
• 数据链路层对等实体逻辑通信的数据包为帧
• 网络层对等实体逻辑通信的数据包称为分组
  • 如果使用IP协议，也称为IP数据报
• 运输层对等实体逻辑通信的数据包一般根据协议而定
  • 使用TCP协议，则称为TCP报文段
  • 使用UDP协议，则称为UDP用户数据报
• 应用层对等实体逻辑通信的数据包一般称为应用报文

上述各层数据包可以统称为协议数据单元PDU

服务数据单元SDU

我们把同一系统内，层与层之间交换的数据包称为服务数据单元（SDU）

多个SDU可以合成为一个PDU；一个SDU也可划分为几个PDU

• PDU在传输时，不是一个固定不变的单元，而是不断在各层之间转换的（加头去尾等操作）