一、計算機網絡在信息時代中的作用
網絡分為：電信網絡、有線電視網絡、計算機網絡
網絡向用戶提供的功能：①連通性（用戶之間可交換信息）②共享（資源共享，如信息、軟件、硬件共享）
二、因特網概述
1、網絡的網絡
網絡概念：由若干結點（node）和連接這些結點的鏈路（link）組成。結點可以是計算機、集線器、交換機、路由器等。
互聯網概念：網絡和網絡用路由器互連起來，形成“網絡的網絡”。
因特網概念：世界上最大的互連網絡。把連接在因特網上的計算機都稱為主機（host）。
網絡把計算機連接在一起，而因特網則把許多網絡連接在一起。
2.因特網發展的三階段
第一階段：從單個網絡ARPANET向互聯網發展的過程
1983年TCP/IP協議成為ARPANET上的標準協議，使得所有使用TCP/IP協議的計算機都能利用互連網相互通信。因而1983年是因特網的誕生時間。1990年ARPANET正式宣布關閉，因為它的實驗任務已經完成。
注意：internet和Internet。internet是通用名詞，泛指由多個計算機網絡互連而成的網絡，通信協議可以任意。Internet是專用名詞，指全球最大的、開放的、由眾多網絡互連而成的特定計算機網絡，采用TCP/IP協議族。
第二階段：建成了三級結構的因特網
1985年起，美國國家科學基金會NSP（national science foundation）圍繞六個大型計算機中心建設計算機網絡。它是三級計算機網絡，分為主干網、地區網、校園網（或企業網），覆蓋了全美國主要的大學和研究所。1991年意識到局限性，滿足不了需要。于是美國政府決定將因特網的主干網交給私人公司經營，并開始對接入因特網的單位收費。1992年因特網的主機超過100萬臺。1993年因特網主干網的速率達到45Mb/s。
第三階段：逐漸形成了多層次ISP結構的因特網
1993年，由美國政府資助的NSFNET逐漸被若干個商用的因特網主干網替代，而政府機構不再負責因特網的運營。于是有了因特網服務提供者ISP（internet service provider）。
根據提供服務的覆蓋面積大小以及所擁有的IP地址數目的不同，ISP也分為不同的層次。為使不同層次ISP經營的網絡都能夠互通，1994年開始創建了四個網絡接入點NAP（network access point），分別由四個電信公司經營。它是最高等級的接入點，主要是向各ISP提供交換設施，使它們能夠互相通信。
NAP又稱對等點（peering point），指接入到NAP的設備不存在從屬關系而都是平等的。
1996年美國的一些研究機構和34所大學提出“下一代因特網計劃”（NGI計劃（next generation internet initiative））。主要目標是：速度快、網絡服務技術更先進、實現快速的交換和路由選擇、具有為實時（real time）應用保留帶寬的能力、更可靠更安全。
3、因特網的標準化工作
標準制定得早，由于技術還沒發展到成熟水平，會使得技術比較陳舊的標準限制了產品的技術水平，其結果是以后不得不再次修訂標準，造成浪費。反之，制定遲了，會使技術的發展無章可循，造成產品的不兼容，因而影響技術的發展。
因特網在制定標準上是面向公眾的。
1992年因特網不歸美國政府管轄，因此成立了一個國際性組織叫做因特網協會（Internet society，簡稱ISOC），以便對因特網進行全面管理以及在世界范圍內促進其發展和使用。ISOC下面有一個技術組織叫做因特網體系結構委員會IAB（internet architecture board），負責管理因特網協議開發。
IAB設有兩個工程部：①因特網工程部IETF（internet engineering task force）：是由工作組WG（working group）組成的論壇（forum），具體工作由因特網工程指導小組IESG（internet engineering steering group）管理。工作組劃分為若干個區域，每個區域集中研究某一特定的短期和中期的工程問題，主要針對協議的開發和標準化。
②因特網研究部IRTF（internet research task force）：由研究組RG（research group）組成的論壇，具體工作由因特網研究指導小組IRSG（internet research steering group）管理。任務是進行理論方面研究和開發一些需要長期考慮的問題。
所有因特網標準都是以RFC（request for comments，請求評論）的形式在因特網上發表。只有一小部分RFC文檔最后才能變成因特網標準。
制定因特網的正式標準需經過以下四個階段：①因特網草案（internet draft）：還不是RFC文檔。②建議標準（proposed standard）：開始成為RFC文檔。③草案標準（draft standard）④因特網標準（internet standard）
除了以上三種RFC，還有三種：歷史的、實驗的、提供信息的。
三、因特網的組成
因特網拓撲結構分為：①邊緣部分：由所有連接在因特網上的主機組成，用戶直接使用，用來通信和資源共享。②核心部分：由網絡和連接這些網絡的路由器組成，是為邊緣部分提供服務的。
1.因特網的邊緣部分
即主機，又稱端系統（end system）。端系統的擁有者可以是個人、單位、某個ISP。
計算機之間通信，是指主機A的某個進程和主機B上的另一個進程進行通信。進程是運行著的程序。
網絡邊緣的端系統中運行的程序之間的通信方式可分為：
⑴客戶服務器方式（C/S）
客戶（client）和服務器（server）都是指通信中所涉及的兩個應用進程，是服務和被服務的關系。
客戶程序：ⅰ.被用戶調用后運行，在通信時主動向遠地服務器發起通信（請求服務）。因此，客戶程序必須知道服務器程序的地址。ⅱ.不需要特殊的硬件和很復雜的操作系統。
服務器程序：ⅰ.專提供服務，可同時處理多個遠地或本地客戶的請求。ⅱ.系統啟動后即自動調用并一直不斷地運行，被動等待并接受來自各地客戶的通信請求。因此，服務器程序不需要知道客戶程序的地址。ⅲ.一般需要強大的硬件和高級的操作系統支持。
客戶和服務器的通信關系建立后，它們都可以發送和接收數據，通信雙向。
⑵對等連接方式（P2P）
指兩個主機在通信時不區分哪一個是服務請求方或提供方，只要兩個主機都運行了對等連接軟件（P2P軟件），它們就可以進行平等、對等連接通信。雙方都可以下載對方已經存儲在硬盤中的共享文檔（P2P文件共享）。
對等連接方式本質上是客戶服務器方式，只是每一個主機既是客戶又是服務器。
2.因特網的核心部分
起特殊作用的是路由器（router），它是實現分組交換（packet switching）的關鍵構件，任務是轉發收到的分組（最重要的功能）。為清楚分組交換，需要先了解電路交換。
①電路交換（circuit switching）
交換就是按照某種方式動態地分配傳輸線路的資源。例如：一個交換機可連接多個電話，電話先有撥號建立連接，通過交換機到達被叫用戶所連接的交換機后，呼叫完成，這樣從主叫端到被叫端建立了一條連接（物理通路），這條連接占用了雙方通話所需的通信資源，這些資源在雙方通信時不會被其他用戶占用，這樣雙方才能互相通電話，才使電路交換對端到端的通信質量有了可靠的保證。通話完畢掛機后，掛機信令告訴交換機，使交換機釋放物理通路（歸還占用的通信資源）。這種必須經過“建立連接（占用通信資源）→通話（一直占用通信資源）→釋放連接（歸還通信資源）”三個步驟的交換方式稱為電路交換。
特點：通話時間內，兩用戶一直占用端到端的通信資源。
缺點：線路傳輸效率很低。因為計算機數據是突發式地出現在傳輸線路上，因此線路上真正用來傳送數據的時間往往不到10％甚至低于1％。實際上，已被占用的通信線路絕大部分是空閑的，這樣浪費了資源。
②分組交換（packet switching）
采用存儲轉發技術。把要發送的整塊數據稱為一個報文（message）。發送之前，把較長報文劃分為一個個更小的等長數據段，在每一個數據段前，加上一些必要的控制信息組成的首部（header，也稱包頭）后，就構成了一個分組（packet，也稱包）。分組是在因特網中傳送的數據單元。“首部”包含了諸如目的地址和源地址等重要控制信息，所以每一個分組能在因特網中獨立地選擇傳輸路徑。
解釋圖a：因特網核心部分是由許多網絡和把它們互連起來的路由器組成（高速鏈路相連接），主機在邊緣部分（低速鏈路相連接）。
主機和路由器都是計算機，但作用不同。主機是為用戶進行信息處理的，并和其他主機通過網絡交換信息。路由器是轉發分組的，收到一個分組就存儲起來，檢查首部，查找轉發表，按照首部中的目的地址，找到合適接口轉發出去，把分組交給下一個路由器。這樣最終把分組交到目的主機。各路由器之間必須經常交換彼此掌握的路由信息，以便創建和維持在路由器中的轉發表，使得轉發表能夠在整個網絡拓撲發生變化時及時更新。
解釋圖b：
路由器暫時存儲的是一個個短分組，而不是整個長報文。短分組是暫時存在路由器的存儲器中而不是存儲在磁盤中，這就保證了較高的交換速率。
優點：①高效。在分組傳輸的過程中動態分配傳輸帶寬，對通信線路是逐段占用。②靈活。為每一個分組獨立地選擇轉發路由。③迅速。以分組作為傳送單位，可以不先建立連接就能向其他主機發送分組。④可靠。保證可靠性的網絡協議；分布式多路由的分組交換網，使網絡有很好的生存性。
缺點：①分組在各路由器存儲轉發時需要排隊，這就會造成一定的時延。②分組交換不能像電路交換那樣通過建立連接來保證通信時所需的各種資源，因而無法確保通信時端到端所需的帶寬。③各分組必須攜帶的控制信息也造成了一定的開銷（overhead）。整個分組交換網還需要專門的管理和控制機制。
③電路交換、報文交換、分組交換比較
電路交換：整個報文的比特流連續地從源點直達終點，好像在一個管道中傳送。
報文交換：整個報文先傳送到相鄰結點，全部存儲下來后查找轉發表，轉發到下一個結點。
分組交換：單個分組（這只是整個報文的一部分）傳送到相鄰結點，存儲下來后查找轉發表，轉發到下一個結點。
若要連續傳送大量的數據，且其傳送時間遠大于連接建立時間，則電路交換的傳輸速率較快。報文交換和分組交換不需要預先分配傳輸帶寬，在傳送突發數據時可提高整個網絡的信道利用率。由于一個分組的長度遠小于整個報文的長度，因此分組交換比報文交換的時延小，同時也具有更好的靈活性。
四、計算機網絡在我國的發展
廣域網：鐵道部在1980年即開始進行計算機聯網實驗，1989年11月我國第一個公用分組交換網CNPAC建成運行。20世紀80年3代后期，公安、銀行、軍隊相繼有了各自的專用計算機廣域網。
局域網：20世紀80年代起，安了局域網。價格便宜，其所有權和使用權都屬于本單位，因此便于開發、管理、維護。
1994年4月20日，我國用64kb/s專線正式進入因特網。從此，我國被國際上正式承認為接入因特網的國家。同年5月中國科學院高能物理研究所設立了我國的第一個萬維網服務器。同年9月中國公用計算機互聯網CHINANET正式啟動。
五、計算機網絡的類別
1.計算機網絡的定義
未統一，簡單定義是：一些互相連接的、自治的計算機的集合。
“計算機通信”和“數據通信”常混用。前者強調通信的主體是計算機中運行的程序（在傳統的電話通信中通信的主體是人），后者強調通信的內容是數據。
2.幾種不同類別的網絡
⑴不同作用范圍的網絡
ⅰ.廣域網WAN（wide area network）
也稱遠程網，作用范圍幾十到幾千公里，能跨越國家，是因特網的核心部分。任務是通過長距離運送主機發送的數據。連接廣域網各結點交換機的鏈路一般是高速鏈路，具有較大的通信容量。
ⅱ.域域網MAN（metropolitan area network）
作用范圍一個城市，5～50km。用來將多個局域網互連，目前很多域域網采用的是以太網技術，因此有時也常并入局域網的范圍進行討論。
ⅲ.局域網LAN（local area network）
一般用微型計算機或工作站通過高速通信線路相連。一個學校或企業大都擁有許多個互連的局域網（稱為校園網或企業網）。
ⅳ.個人區域網PAN（personal area network）
是在個人工作地方把屬于個人使用的電子設備（如便攜式電腦等）用無線技術連接起來的網絡，因此也常稱為無線個人區域網WPAN（wireless PAN），范圍10米左右。
若中央處理器之間的距離非常近（1m之內），則一般就稱之為多處理機系統而不稱它為計算機網絡。
⑵不同使用者的網絡
ⅰ.公用網（public network）
也稱公眾網，是指電信公司（國有或私有）出資建造的網絡。所有愿意按電信公司的規定交納費用的人都可以使用這種網絡。
ⅱ.專用網（private network）
是指某個部門為本單位的特殊業務工作的需要而建造的網絡，不向本單位以外的人提供服務，如軍隊、鐵路、電力等系統均有本系統的專用網。
⑶用來把用戶接入到因特網的網絡
這種網絡就是接入網AN（access network），又稱為本地接入網或居民接入網。其本身既不屬于因特網的核心部分，也不屬于因特網的邊緣部分。實際上，由ISP（1.2.2節有說到）提供的接入網只是起到讓用戶能夠與因特網連接的“橋梁”作用。最近，有多種帶寬接入技術（2.6節討論）。
六、計算機網絡的性能
1.計算機網絡的性能指標
⑴速率
我們知道，計算機發送出的信號都是數字形式的。比特（bit，binary digit，一個比特就是二進制數字中的1或0）是計算機中數據量的單位，也是信息論中使用的信息量的單位。
網絡技術中的速率指的是連接在計算機網絡上的主機在數字信道上傳送數據的速率，也稱為數據率（data rate）或比特率（bit rate）。單位：b/s、bps（bit per second）、kb/s、Mb/s、Gb/s、Tb/s。
單位記法不嚴格，如100M以太網，意思是速率為100Mb/s的以太網。
上述速率指額定速率或標稱速率。
⑵帶寬（bandwidth）
有兩種含義：
ⅰ.某個信號具有的頻帶寬度。信號的帶寬指該信號所包含的各種不同頻率成份所占據的頻率范圍。例如，傳統通信線路上傳送的電話信號的標準帶寬是3.1kHz，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。在過去很長一段時間內，通信的主干線路傳送的是模擬信號（即連續變化的信號）。因此，表示通信線路允許通過的信號頻帶范圍就稱為線路的帶寬（或通頻帶）。
ⅱ.在計算機網絡中，帶寬用來表示網絡的通信線路所能傳送數據的能力，因此網絡帶寬表示在單位時間內從網絡中的某一點到另一點所能通過的“最高數據率”。單位是“比特每秒”、b/s、kb/s等。
⑶吞吐量（throughput）
表示在單位時間內通過某個網絡（或信道、接口）的數據量。
更經常用于對現實世界中的網絡的一種測量，以便知道實際上到底有多少數據量能夠通過網絡。顯然，吞吐量受網絡的帶寬或額定速率的限制。例如，100Mb/s的以太網，其額定速率是100Mb/s，那么這個數值也是該以太網的吞吐量的絕對上限值。有時，吞吐量還可以用每秒傳送的字節數或幀數來表示。
⑷時延（delay,latency）
是指數據（一個報文或分組，甚至比特）從網絡（或鏈路）的一端傳送到另一端所需的時間。有時也稱延遲或遲延。
ⅰ.發送時延（transmission delay）
是主機或路由器發送數據幀所需要的時間，也就是從發送數據幀的第一個比特算起，到該幀的最后一個比特發送完畢所需的時間。也稱傳輸時延。
發送時延=數據幀長度（b）/信道帶寬（b/s）
ⅱ.傳播時延（propagation delay）
是電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費的時間。
傳播時延=信道長度（m）/電磁波在信道上的傳播速率（m/s）
電磁波在自由空間的傳播速率是光速3.0*10^5，在網絡傳輸媒體中的傳播速率略低一些。
注意：發送時延發生在機器的內部的發送器中（一般是網絡適配器中，見3.3.1節），而傳播時延發生在機器外部的傳輸信道媒體上。
ⅲ.處理時延
主機或路由器在收到分組時要花費一定的時間進行處理，例如分析分組的首部、從分組中提取數據部分、進行差錯檢驗或者找適當的路由器等等。
ⅳ.排隊時延
分組在經過網絡傳輸時，要經過許多的路由器。但分組在進入路由器后要先在輸入隊列中排隊等待處理。在路由器確定了轉發接口后，還要在輸出隊列中排隊等待轉發。這就產生了排隊時延。排隊時延的長短往往取決于網絡當時的通信量。當網絡的通信量很大時，會發生隊列溢出，使分組丟失，這相當于排隊時延為無窮大。
總時延=發送時延＋傳播時延＋處理時延＋排隊時延
一般，小時延網絡要優于大時延網絡。有時，一個低速率、小時延的網絡很可能要優于一個高速率但大時延的網絡。
必須指出，在總時延中，那種時延占主導地位，必須具體分析。
當計算機網絡中的通信量很大時，網絡中的許多路由器的處理時延和排隊時延將會大大增加，因而這兩種時延占主要成分，這時整個網絡的性能就變壞了。
強調：1.對于高速網絡鏈路，我們提高的僅僅是數據的發送速率而不是比特在鏈路上的傳播速率。荷載信息的電磁波在通信線路上的傳播速率（這是光速的數量級）與數據的發送速率并無關系。提高數據的發送速率只是減小了數據的發送時延。
2.數據的發送速率單位是每秒發送多少個比特，是指某個點或某個接口上的發送速率。而傳播速率的單位是每秒傳播多少公里，是指傳輸線路上比特的傳播速率。
ⅴ.時延帶寬積
=傳播時延*帶寬
例如，某段鏈路的傳播時延為20ms，帶寬為10Mb/s。算出時延寬帶積=20*10^—3*10*10^6=2*10^5bit，這就表示，若發送端連續發送數據，則在發送的第一個比特即將到達終點時，發送端就已經發送了20萬個比特，而這20萬個比特都正在鏈路上向前移動。因此，鏈路的時延帶寬積又稱為以比特為單位的鏈路長度。
管道中的比特數表示從發送端發出的但尚未達到接收端的比特。對于一條正在傳送數據的鏈路，只有在代表鏈路的管道都充滿比特時，鏈路才得到充分的利用。
ⅵ.往返時間RTT（round—trip time）
表示從發送方發送數據開始，到發送方收到來自接收方的確認（接收方收到數據后便立即發送確認），總共經歷的時間。
上述例子中，往返時間RTT是40ms。在互聯網中，往返時間還包括各中間結點的處理時延、排隊時延以及轉發數據時的發送時延。
顯然，往返時延與所發送的分組長度有關。發送很長的數據塊的往返時間，應當比發送很短的數據塊的往返時間要多一些。
往返時間帶寬積的意義是：當發送方連續發送數據時，即使能夠及時收到對方的確認，但已經將許多比特發送到鏈路上了。
ⅶ.利用率
有信道利用率和網絡利用率兩種。信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的（有數據通過）。完全空閑的信道的利用率是零。網絡利用率則是全網絡的信道利用率的加權平均值。
信道利用率并非越高越好。類似于高速公路，車多時有時延。網絡通信量少時，網絡產生的時延不大；多時，由于分組在網絡結點（路由器或結點交換機）進行處理時需要排隊等候，因此網絡引起的時延就會增大。
D0—網絡空閑時的時延
D—網絡當前的時延
U—網絡的利用率
D=D0/（1—U）
當網絡利用率打到其容量的1/2時，時延加倍。利用率接近1時，網絡時延無窮大。即：信道或網絡利用率過高會產生非常大的時延。
因此，一些擁有較大主干網的ISP通常控制他們的信道利用率不超過50%，如果超過了就要準備擴容，增大線路的帶寬。
2.計算機網絡的非性能特征
⑴費用
網絡速率越高，價格越高。
⑵質量
網絡的質量取決于網絡中所有構件的質量，以及這些構件是怎樣組成網絡的。網絡的質量影響到網絡的可靠性、網絡管理的簡易性、網絡性能。但網絡性能與質量不是一回事，有些性能好點的網絡，質量不行，用不了多久就出現故障。
⑶標準化
硬件和軟件的設計可按國際標準，也可按特定的專用網絡標準。最好用國際標準，這樣更容易升級換代和維修，技術上也能得到支持。
⑷可靠性
與質量和性能有關系。速率更高的網絡的可靠性不一定會更差。但速率更高的網絡要可靠地運行，則往往更加困難，同時所需的費用也會較高。
⑸可擴展性和可升級性
擴展—規模擴大。升級—性能和版本的提高。性能越高，擴展費用也越高，難度大。
⑹易于管理和維護
沒有很好管理和維護，很難達到和保持所設計的性能。
七、計算機網絡體系結構
1.計算機網絡體系結構的形成
相互通信的兩個計算機系統必須高度協調工作才行。
早在最初的ARPANET設計時，提出了分層，可將大問題轉化為若干個小問題，這樣容易研究和處理。
1974年，美國的IBM宣布了系統網絡體系結構SNA（system network architecture）。
不同網絡體系結構出現后，使用同一個公司生產的各種設備能夠很容易地相互連成網。這樣，有利于造成壟斷。
然而，全球經濟的發展需要交換信息。為使不同體系結構的計算機網絡都能互連，國際標準化組織ISO于1977年成立了專門機構研究該問題，提出了開放系統互連基本參考模型OSI/RM（open system interconnection reference model），簡稱OSI。只要遵循OSI標準，一個系統可以和位于世界上任何地方的也遵循這個標準的系統通信。它把與互連無關的部分除外，只考慮與互連有關的那些部分。所以OSI/RM是抽象的概念。1983年有了ISO 7498國際標準，也就是所謂的七層協議的體系結構。
OSI想全世界的計算機網絡都遵循這個統一的規律。20世紀80年代，大家紛紛表示支持OSI。然而到了20世紀90年代初期，因特網已搶先在全世界覆蓋了相當大的范圍，而與此同時卻幾乎找不到有什么廠家生產出符合OSI標準的商用產品。結論：OSI只獲得了一些理論的研究成果，但在市場化方面OSI則事與愿違地失敗了。因特網并未用OSI標準。
OSI失敗原因：專家缺乏經驗無商業驅動力，協議實現復雜且運行效率低，標準制定周期長使得OSI標準生產的設備無法及時進入市場，層次劃分不合理（有些功能在多個層次中重復出現）。
TCP/IP稱為是事實上的國際標準。
2.協議與劃分層次
規則明確規定了所交換的數據的格式以及有關的同步問題。這里的同步是廣義的，即在一定條件下應當發生什么事件。因而同步含有時序的意思。這些為進行網絡中的數據交換而建立的規則、標準或約定稱為網絡協議（network protocol）。
網絡協議三要素：①語法（數據與控制信息的結構或格式）②語義（需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應）③同步（事件實現順序的詳細說明）。
協議兩種不同形式：一種是使用便于人來閱讀和理解的文字描述，另一種是使用讓計算機能夠理解的程序代碼。都必須能夠對網絡上信息交換過程做出精確的解釋。
分層好處：①各層獨立，復雜下降。②靈活性好。任何一層發生變化，只要層間接口關系保持不變，則在這層以上或以下各層均不受影響。③結構上可分割開。④易于實現和維護。⑤能促進標準化工作，因為每一層的功能及其所提供的服務都已有了精確的說明。
各層功能（包含一種或多種）：①差錯控制，使得和網絡對等端的相應層次的通信更加可靠。②流量控制，使得發送端的發送速率不要太快，要使接收端來得及接收。③分段和重裝，發送端將要發送的數據塊劃分為更小的單位，在接收端將其還原。④復用和分用，發送端幾個高層會話復用一條低層的連接，在接收端再進行分明。⑤連接建立和釋放，交換數據前先建立一條邏輯連接，數據傳送結束后釋放連接。
分層缺點：有些功能在不同層次中重復出現，因而有了額外開銷。
網絡的體系結構（architecture）：是這個計算機網絡及其構件所完成的功能的精確定義。功能如何完成，是一個遵循這種體系結構的實現（implementation）的問題。
體系結構是抽象的，而實現是具體的，是真正在運行的計算機硬件和軟件。
3.具有五層協議的體系結構
⑴應用層（application layer）
最高層，直接為用戶的應用進程提供服務。這里進程指正在運行著的程序。應用層協議很多，如支持萬維網應用的http協議，支持電子郵件的smtp協議，支持文件傳輸的ftp協議等等。
⑵運輸層（transport layer）
負責向兩個主機中進程之間的通信提供服務。由于一個主機可同時運行多個進程，因此運輸層有復用和分用的功能。復用就是多個應用層進程可同時使用下面運輸層的服務，分用則是運輸層把收到的信息的分別交付給上面應用層的相應的進程。
運輸層主要使用兩種協議：
ⅰ.傳輸控制協議TCP（transport control protocol）
面向連接的，數據傳輸的單位是報文段（message），能夠提供可靠的支付。
ⅱ.用戶數據報協議UDP（user datagram protocol）
無連續的，數據傳輸的單位是用戶數據報，不保證提供可靠的交付，只能提供“盡最大努力交付（best—effort delivery）”。
⑶網絡層（network layer）
負責為分組交換網上的不同主機提供通信服務。在發送數據時。網絡層把運輸層產生的報文段或用戶數據報封裝成分組或包進行傳送。在TCP/IP體系中，由于網絡層使用IP協議，因此分組也叫做IP數據報，簡稱數據報。
還負責選擇合適的路由，使源主機運輸層所傳下來的分組，能夠通過網絡中的路由器找到目的主機。
因特網由大量的異構（heterogeneous）網絡通過路由器（rounter）相互連接起來。因特網主要網絡層協議是無連接的網際協議IP（internet protocol）和許多種路由選擇協議。因此因特網的網絡層也叫做網際層或IP層。
⑷數據鏈路層（data link layer）
兩個主機之間的數據傳輸，是一段一段的鏈路上傳送，也就是說，相鄰結點之間（主機和路由器之間或者兩個路由器之間）傳送數據是直接傳送的（點對點）。這時需要鏈路層的協議。
傳送數據時，鏈路層將網絡層交下來的IP數據報組裝成幀（framing），在兩個相鄰結點間的鏈路上“透明”地傳送幀（frame）中的數據。每一幀包括數據和必要的控制信息（如同步信息、地址信息、差錯控制等）。典型的幀長是幾百字節到一千多字節。
“透明”是指：某一個實際存在的事物看起來好像不存在一樣，表示無論什么樣的比特組合的數據都能通過這個數據鏈路層。因此，對所傳送的數據來說，看不見鏈路層。
接收數據時，控制信息使接收端能夠檢測到所收到的幀中有無差錯，如果有，鏈路層就丟棄這個出了差錯的幀，以免繼續傳送下去白白浪費網絡資源，如果需要改正錯誤，則由運輸層的TCP協議來完成。
⑸物理層（physical layer）
任務是透明地傳送比特流。也就是說發送1接收1而不是0。哪幾個比特代表什么意思就不管了。傳遞信息用的物理媒體，在物理層協議的下面而不是協議之內，因此有人稱物理媒體為第0層。
圖解釋：物理層由于是比特流的傳送，所以不再加上控制信息。請注意，傳送比特流時應從首部開始傳送。
對等層次之間傳送的數據單位稱為該層的協議數據單元PDU（protocol data unit）。
4.實體、協議、服務和服務訪問點
實體（entity）：任何可發送或接收信息的硬件或軟件進程。
協議：控制兩個對等實體（或多個實體）進行通信的規則的集合。
在協議控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務。要使用本層協議，還需要使用下面一層所提供的服務。
協議和服務區別：①協議的實現保證了能夠向上一層提供服務，使用本層服務的實體只能看見服務而無法看見下面的協議。下面的協議對上面的實體是透明的。②協議是“水平”的，即協議是控制對等實體之間通信的規則，但服務是“垂直”的，是由下層向上層通過層間接口提供的。另外，并非在一個層內完成的全部功能都叫服務，只有那些被高層實體“看得見”的功能才能稱為服務。上層使用下層所提供的服務必須通過與下層交換一些命令，這些命令在OSI中稱為服務原語。
在同一系統中相鄰兩層的實體進行交互（即交換信息）的地方，通常稱為服務訪問點SAP（service access point，抽象概念，類似于郵政信箱）。OSI把層與層之間交換的數據的單位稱為服務數據單元SDU（service data unit），它可以和PDU不一樣。例如，多個SDU可合成一個PDU，也可以是一個SDU劃分為幾個PDU。
注意：協議必須把不利條件估計到，而不能假定一切都是非常理想的。看協議是否正確，得非常仔細地檢查這個協議能否應付各種異常情況。
5.TCP/IP的體系結構
解釋圖：路由器在轉發分組時最高只用到網絡層而沒有使用運輸層和應用層。
解釋圖：特點兩頭大中間小。表明TCP/IP協議可以為各式各樣的應用提供服務（everything over IP），也允許IP協議在各式各樣的網絡構成的互聯網上運行（IP over everything）。
