计算机网络体系结构是指计算机网络层次结构模型，它是各层的协议以及层次之间的端口的集合。在计算机网络中实现通信必须依靠网络通信协议，目前广泛采用的是国际标准化组织（ISO）1997年提出的开放系统互联（Open System Interconnection，OSI）参考模型，习惯上称为ISO/OSI参考模型。
计算机网络体系结构的标准
由国际化标准组织ISO制定的网络体系结构国际标准是 OSI七层模型，但实际中应用最广泛的是 TCP/IP体系结构。换句话说，OSI七层模型只是理论上的、官方制定的国际标准，而TCP/IP体系结构才是事实上的国际标准。这看起来是不可理喻的，但这却是实际存在的，是一些历史原因造成的，无疑这些原因又是复杂的。
OSI标准的制定者以专家、学者为主，他们缺乏实际经验和商业驱动力，并且OSI标准自身运行效率也不怎么好。与此同时，由于Inernet在全世界覆盖了相当大的范围，并且占领市场的标准是TCP/IP体系结构，因此导致OSI标准没有市场背景，也就只是理论上的成果，并没有过多地应用于实践。
物联网的体系结构的四个层次是感知层、网络层、服务管理层和应用层。
1、感知层实现物联网全面感知的核心能力，是物联网中关键技术、标准化、产业化方面亟需突破的部分，关键在于具备更精确、更全面的感知能力，并解决低功耗、小型化和低成本问题。
2、网络层主要以广泛覆盖的移动通信网络作为基础设施，是物联网中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分，关键在于为物联网应用特征进行优化改造，形成系统感知的网络。
3、服务管理层 主要处理网络提供的服务相关事项，诸如提供用户与物联网之间的接口，关键在于与网络层及应用层的交互等。
4、应用层提供丰富的应用，将物联网技术与行业信息化需求相结合，实现广泛智能化的应用解决方案，关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保障及有效商业模式的开发。
扩展资料：
感知层由基本的感应器件（例如RFID标签和读写器、各类传感器、摄像头、GPS、二维码标签和识读器等基本标识和传感器件组成）以及感应器组成的网络（例如RFID网络、传感器网络等）两大部分组成。主要识别物体、采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用类似。
该层的核心技术包括射频技术、新兴传感技术、无线网络组网技术、现场总线控制技术（FCS）等，涉及的核心产品包括传感器、电子标签、传感器节点、无线路由器、无线网关等。
网络层次结构
一、网络分层的原因
1网络通信面临的一些问题：
硬件故障、网络拥塞、包延迟、包丢失、数据损坏、数据重复、数据乱序
2假设：将所有工作分成面向应用与面向传输两部分
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应用程序：QQ、微信、浏览器、播放器
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物理连接：网卡等
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这种方式的特点： 应用程序完全了解本机网络连接的内部细节
应用程序直接通过网络连接与其它应用程序通信
缺点： 会造成大量的重复劳动
扩展性太差
3现在：将面向传输功能进一步细分为通信软件和物理连接
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应用程序：QQ、微信、浏览器、播放器
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通信软件： 起到“承上启下”的作用
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物理连接：网卡等
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采用包交换机制在系统中增加若干中间层（主要是网络层），使应用程序不直接处理硬件连接
这种设计的好处是： 开发新应用只要遵守通信软件提供的接口即可实现通信功能
出现新网卡时只需扩展通信软件上层应用即可使用新网卡
4网络之所以使用层次结构的原因：
（1）出于复杂问题的解决需要
（2）系统功能的扩展性需要
二、网络的层次结构
1层次结构的两大特点：
层次性：发送方—（由高到低）单向依赖
接收方—（由低到高）单向依赖
结构性：上层起着隐藏下层细节和统一下层差异的作用
2网络体系结构：网络通信功能的层次构成、各层的通信协议规范和相邻层的接口协议规范的集合。
层次 协议 接口
每一层的目的都是向它上一层提供一定服务而把如何实现这一服务的细节对
上层加以屏蔽。
3协议
协议就是一组规则和约定。
计算机网络协议
系统：包括一个/多个实体、在物理上明显区分的主体
例如：主机、路由器、交换机、AP等
实体：系统中能够收发信息和处理信息的任何东西
例如：Email、ftp、www
计算机网络协议：网络中两个实体之间控制数据通信的规则和约定的集合。
4计算机网络协议的要素
语法（数据结构、编码和信号电平等）：1消息格式、编码2HTML网页表示
3TCP报文格式
语义（用于协调和差错处理的控制信息）：1双方“握手”控制信息
2TCP一方主动发出建立请求
3TCP另一方表态是否同意或拒绝连接
时序（传输速率匹配和事件先后顺序）：1双方握手过程规定 2先和服务器
建立TCP连接3在请求某个HTML网页
5层次结构的有关概念
第n层协议：一台机器的第n层与另一台机器的的第n层进行通话采用的规则和约定。
对等实体：不同机器中组成相同协议层的实体
接口：位于相邻层间，定义下层向上层提供的原语 *** 作和服务
协议栈：特定系统使用的一组协议
6计算机网络体系结构分层原则
协议分层原则：目标机器第n层收到的对象应与源机器第n层发出的“对象”完全一致
协议栈 ：1上层隐藏下层的细节 2上层统一下层的差异 3上层弥补下层的不足
7层次划分设计的问题
标识接收方/发送方机制：机器上的进程需要某种手段标识它想和哪个进程通话
数据传输规则：传输形式、数据的顺序、收发双方的同步。。。
差错控制：确定错误检测和错误纠正方法
多路复用：下层可决定为多个上层通信使用同一个连接
路由选择：在多条可能的路径中选定一条
三、网络协议与服务
1服务提供者与服务使用者
服务提供者：使用下层服务的实体
服务使用者：为上层提供服务的实体
第N层实体：1实现的功能为N+1层使用 2利用第N-1层来实现本层的功能
3既是第N+1层的服务提供者又是第N-1层服务用户
2服务分类
（1）面向连接
有连接服务/面向连接服务：1类似于电话服务 2本质上数据结构是一个管道
其发送的形式有两种：1报文序列：保持发送数据的边界 2不保次发送数据的边界
（2）无连接
无连接服务：1类似于邮政服务 2每次发送一个报文 3每个报文都给出详细的目标地址信息
其根据服务质量可划分为两种：1无确认：不能确定接收方是否收到 2有确认：能确认发送是否成功
3如何使用下层服务
服务：形式上由一组原语（ *** 作）来描述
原语：上下两层通信形式
参数：用来传递数据和控制信息
国际上定义的4个原语：
1Request：由服务使用者发出/要求服务做某种工作
2Indication：由服务提供者发出/通知发生了某事件
3Respone：由服务使用者发出/表示对某个事件的响应
4Confirm：由服务提供者发出/报告事件的响应
服务原语的时序性
4服务与协议是完全分离的
服务（上下关系）：1服务是各层向它的上层提供的一组原语（ *** 作）
2服务定义了该层能为它的用户完成的 *** 作
3服务只与两层之间的接口有关
协议（水平关系）：1协议是一组规则
2决定同层对等实体交换帧、包和报文的格式和意义
3实体用协议来实现他们向上层提供的服务
四、网络标准与标准化组织
标准化是规模化的基础
优点：1能保证设备/软件有一个大市场
2允许来自多个厂商产品的互通
3使用户在设备选择和使用中有更多的灵活性
标准及其分类
标准：标准是一组规定的规则、条件或要求
一些有关的标准化组织
ITU ISO ANSI IEEE（制定通信和信息系统领域的标准）
因特网标准：IRTF IETF RFC
五、TCP-IP模型及因特网
TCP是传输层的协议 IP是网络层的协议
TCP/IP设计目标：1互联网络 2保护子网硬件 3体系结构灵活 4网络故障不能影响两端之间连接
应用层
传输层
网络层
主机-网络层————>交换机、集线器、接入点
（ 8023/80211）
主机-网络层
（1）主要功能：1端系统与其所接网络之间的数据交换 2特定软件取决于所用的网络类型
（2）设计优点：1将网络访问功能隔离成一个单独层次 2网络访问层之上的通信软件不必关心所用的网络类型
（3）又分为两层： 物理层：1设备与介质/网络之间的物理接口
2规范传输介质特性，信号、数据率及相关方面
网络访问层：1主机与网络之间的数据交换
2发送主机必须向网络提供目的主机的地址
网络互联层（互联协议：IP、ICMP、IGMP、ARP/RAPP、BGP/OSPF）
基本任务：1采用存储-转发技术
2提供Best-effort服务
3处理来自传输层的报文发送请求（主机）
4处理入境数据包的转发（路由器）
5处理ICMP报文
传输层（TCP/UDP）
（1）主要功能：1提供端-端的数据传送服务
2为应用层隐藏底层网络的细节
（2）TCP/IP在无连接的基本传送服务IP之上既提供了无连接服务，也提供了可靠的有连接服务
应用层
应用层服务：1虚拟终端（TELNET）协议
2文件传输协议（FTP）
3简单邮件传输协议（SMTP）
4域名服务（DNS）
5超文本传输协议（HTTP）
计算机网络技术：TCP/IP体系结构将网络分为应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，物理层。
TCP/IP体系结构与OSI模型的对应关系是：osi的上三层对应tcp的应用层，传输层与网络层是一一对应的。
应用层、表示层、会话层三个层次提供的服务相差不是很大，所以在TCP/IP协议中，它们被合并为应用层一个层次。由于运输层和网络层在网络协议中的地位十分重要，所以在TCP/IP协议中它们被作为独立的两个层次。
扩展资料：
对不同种类的应用程序它们会根据自己的需要来使用应用层的不同协议，邮件传输应用使用了SMTP协议、万维网应用使用了HTTP协议、远程登录服务应用使用了有TELNET协议。
在TCP/IP协议中，网络接口层位于第四层。由于网络接口层兼并了物理层和数据链路层所以，网络接口层既是传输数据的物理媒介，也可以为网络层提供一条准确无误的线路。
网络体系结构是指通信系统的整体设计，它为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。它广泛采用的是国际标准化组织（ISO）在1979年提出的开放系统互连（OSI-Open System Interconnection)的参考模型。
中文名
网络体系结构
外文名
Network Architecture
解释
通信系统的整体设计
目的
为网络硬件提供标准
提出
国际标准化组织
采用
开放系统互连的参考模型。
协议定义
1、网络体系结构（networkarchitecture）：是计算机之间相互通信的层次，以及各层中的协议和层次之间接口的集合。
2、网络协议：是计算机网络和分布系统中互相通信的对等实体间交换信息时所必须遵守的规则的集合。
3、语法（syntax）:包括数据格式、编码及信号电平等。
4、语义（semantics）：包括用于协议和差错处理的控制信息。
5、定时（timing）：包括速度匹配和排序。
计算机网络是一个非常复杂的系统，需要解决的问题很多并且性质各不相同。所以，在ARPANET设计时，就提出了“分层”的思想，即将庞大而复杂的问题分为若干较小的易于处理的局部问题。
简介
1974年美国IBM公司按照分层的方法制定了系统网络体系结构SNA（System NetworkArchitecture）。SNA已成为世界上较广泛使用的一种网络体系结构。
一开始，各个公司都有自己的网络体系结构，就使得各公司自己生产的各种设备容易互联成网，有助于该公司垄断自己的产品。但是，随着社会的发展，不同网络体系结构的用户迫切要求能互相交换信息。为了使不同体系结构的计算机网络都能互联，国际标准化组织ISO于1977年成立专门机构研究这个问题。1978年ISO提出了“异种机连网标准”的框架结构，这就是著名的开放系统互联基本参考模型 OSI/RM (Open Systems InterconnectionReferenceModle),简称为 OSI 。
OSI得到了国际上的承认，成为其他各种计算机网络体系结构依照的标准，大大地推动了计算机网络的发展。20世纪70年代末到80年代初，出现了利用人造通信卫星进行中继的国际通信网络。网络互联技术不断成熟和完善，局域网和网络互联开始商品化。
OSI参考模型用物理层、数据链路层、网络层、传输层、对话层、表示层和应用层七个层次描述网络的结构，它的规范对所有的厂商是开放的，具有指导国际网络结构和开放系统走向的作用。它直接影响总线、接口和网络的性能。常见的网络体系结构有FDDI、以太网、令牌环网和快速以太网等。从网络互连的角度看，网络体系结构的关键要素是协议和拓扑
计算机网络体系结构可以定义为是网络协议的层次划分与各层协议的集合，同一层中的协议根据该层所要实现的功能来确定。各对等层之间的协议功能由相应的底层提供服务完成。
层次化的网络体系的优点在于每层实现相对独立的功能，层与层之间通过接口来提供服务，每一层都对上层屏蔽如何实现协议的具体细节，使网络体系结构作到与具体物理实现无关。层次结构允许连接到网络的主机和终端型号、性能可以不一，但只要遵守相同的协议即可以实现互 *** 作。高层用户可以从具有相同功能的协议层开始进行互连，使网络成为开放式系统。这里开放”指按照相同协议任意两系统之间可以进行通信。因此层次结构便于系统的实现和便于系统的维护。
对于不同系统实体间互连互 *** 作这样一个复杂的工程设计问题，如果不采用分层次分解处理，则会产生由于任何错误或性能修改而影响整体设计的弊端。
相邻协议层之间的接口包括两相邻协议层之间所有调用和服务的集合，服务是第i层向相邻高层提供服务，调用是相邻高层通过原语或过程调用相邻低层的服务。
对等层之间进行通信时，数据传送方式并不是由第i层发方直接发送到第i层收方。而是每一层都把数据和控制信息组成的报文分组传输到它的相邻低层，直到物理传输介质。接收时，则是每一层从它的相邻低层接收相应的分组数据，在去掉与本层有关的控制信息后，将有效数据传送给其相邻上层。
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