三种常用的计算机网络体系结构

有三种常用的计算机网络体系结构，它们的关系图如下：

OSI体系结构（法律上的国际标准）

为了使不同体系结构的计算机网络都能互连，国际标准化组织于1977年成立了专门机构研究该问题。不久，他们就提出了一个视图使各种计算机，在世界范围内互连成网的标准框架。

也就是著名的“开放系统互连参考模型”，简称为OSI

• 该模型是一个七层协议的体系结构。从下往上依次是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层
• 它是法律上的国际标准

TCP/IP（事实上的国际标准）

到了20世界90年代初期，虽然整套OSI国际标准都已经制定出来了，但这时因特网已抢先在全世界覆盖了相当大的范围。因特网从1983年开始使用TCP/IP协议族，并逐步演变成TCP/IP参考模型。

• 该模型是一个四层协议的体系结构，从下往上以此是网络接口层、网际层、运输层、应用层
• 它是事实上的国际标准

OSI与TCP/IP

在过去，制定标准的组织中往往以专家、学者为主，但现在，许多公司都纷纷挤进各种各样的标准化组织，使得技术标准有着浓厚的商业气息。
一个新标准的出现，有时不一定反映出技术水平是最先进的。而是往往有着一定的市场背景。从这种意义上说，能够占领市场的就是标准

OSI标准失败的原因

1. OSI的专家们缺乏实际经验，它们在完成OSI标准时，没有商业驱动力
2. OSI的协议实现起来过分复杂，而且运行效率很低
3. OSI标准的制定周期太长。因而使得按OSI标准生产的设备无法及时进入市场
4. OSI的层次划分也不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。比如TCP/IP体系结构中就把表示层、会话层给去掉了

OSI与TCP/IP的对比：

1. TCP/IP的网络接口层 相当于 OSI的物理层+数据链路层
2. TCP/IP 去掉了 OSI的表示层、会话层
3. 由于TCP/IP在网络层使用的协议是IP协议，IP协议的中文意思是网际协议。因此TCP/IP体系结构中的网络层常称为网际层

TCP/IP简介

1. 在用户主机的操作系统中，通常都带有符合TCP/IP体系结构标准的TCP/IP协议族
2. 而用于网络互连的路由器中，也带有符合TCP/IP体系结构的TCP/IP协议族。只不过路由器一般只包含网络接口层和网际层。

网络接口层

TCP/IP体系结构的网络接口层并没有规定什么具体的内容

• 这样做的目的是可以互连全世界各种不同的网络接口。例如有线的以太网接口、无限局域网的Wifi接口，而不限定仅使用一种或几种网络接口

网际层

IP协议是TCP/IP体系结构网际层的核心协议

• 一方面负责互连不同的网络接口（也就是IP over everything）。另一方面，为各种网络应用提供服务（Everything over IP）
• IP协议可以将不同网络接口进行互连，并向其上的TCP协议和UDP协议提供网络互连服务

运输层

TCP和UDP是TCP/IP体系结构运输层的两个重要协议

• TCP协议在享受IP协议提供的网络互连服务的基础上，可向应用层的相应协议提供可靠的传输服务
• UDP在享受IP协议提供的网络互连服务的基础上，可向应用层的相应协议提供不可靠的传输服务

应用层

TCP/IP体系结构的应用层包含了大量的应用层协议，例如HTTP、SMTP、DNS、RTP等。

TCP/IP的命名

在TCP/IP协议体系中，包含有大量的协议，IP协议和TCP协议是其中非常重要的两个协议。因此，用TCP和IP这两个协议来表示整个协议大家族。常称为TCP/IP协议族。

• 在嵌入式系统开发领域，TCP/IP协议族常称为TCP/IP协议栈。这是因为TCP/IP的分层结构，与数据结构中的栈，在图形画法上是类似的。

五层模型（适合教学）

由于TCP/IP体系结构为了将不同的网络接口进行互连，因此它的网络接口层没有规定什么具体的内容。然而，这对于我们学习计算机网络的完整体系而言，就会缺少一部分内容。
因此在学习计算机网络原理时，往往采用折中的办法，也就是综合OSI和TCP/IP的优点，采用一种五层协议的原理体系结构。

可以看出，五层协议的原理体系结构，将TCP/IP体系结构的网络接口层又重新划分为了物理层和数据链路层。这样更有利于我们对计算机网络原理的学习