計算機網路體系結構是指計算機網路層次結構模型，它是各層的協定以及層次之間的連線埠的集合。在計算機網路中實現通信必須依靠網路通信協定，目前廣泛採用的是國際標準化組織（ISO）1997年提出的開放系統互聯（Open System Interconnection，OSI）參考模型，習慣上稱為ISO/OSI參考模型。
基本介紹
- 中文名：計算機網路
- 外文名：computer network architecture
- 實質：各層的協定以及層次之間的連線埠的集合
- 主流模型：OSI模型、TCP/IP模型
- 套用：計算機工程開發等
- 所屬領域：計算機科學技術
簡介,OSI七層參考模型,TCP/IP參考模型,
簡介
計算機網路結構可以從網路體系（Network Architecture）結構，網路組織和網路配置三個方面來描述。網路體系結構是從功能上來描述，指計算機網路層次結構模型和各層協定的集合；網路組織是從網路的物理結構和網路的實現兩方面來描述；網路配置是從網路套用方面來描述計算機網路的布局、硬體、軟體和通信線路。
計算機網路體系結構是計算機網路及其部件所應該完成功能的精確定義。這些功能究竟由何種硬體或軟體完成，是遵循這種體系結構的。體系結構是抽象的，實現是具體的，是運行在計算機軟體和硬體之上的。
世界上第一個網路體系結構是美國IBM公司於1974年提出的，它取名為系統網路體系結構SNA（System Network Architecture）。凡是遵循SNA的設備就稱為SNA設備。這些SNA設備可以很方便地進行互連。此後，很多公司也紛紛建立自己的網路體系結構，這些體系結構大同小異，都採用了層次技術。
OSI七層參考模型
為把在一個網路結構下開發的系統與在另一個網路結構下開發的系統互聯起來，以實現更高一級的套用，使異種機之間的通信成為可能，便於網路結構標準化，國際標準化組織（ISO）於1984年形成了開放系統互連參考模型OSI/RM（Open Systems Interconnection Reference Model，簡稱OSI）的正式檔案。
OSI從邏輯上，把一個網路系統分為功能上相對獨立的7個有序的子系統，這樣OSI體系結構就由功能上相對獨立的7個層次組成，如圖1所示。它們由低到高分別是物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和套用層。
圖1 OSI七層模型（1）物理層（Physical，PH）傳遞信息需要利用一些物理傳輸媒體，如雙絞線、同軸電纜、光纖等。物理層的任務就是為上層提供一個物理的連線，以及該物理連線表現出來的機械、電氣、功能和過程特性，實現透明的比特流傳輸。在這一層，數據還沒有組織，僅作為原始的比特流提交給上層——數據鏈路層。
（2）數據鏈路層（Data-link，D）數據鏈路層負責在2個相鄰的結點之間的鏈路上實現無差錯的數據幀傳輸。每一幀包括一定的數據和必要的控制信息，在接收方接收到數據出錯時要通知傳送方重發，直到這一幀無差錯地到達接收結點，數據鏈路層就是把一條有可能出錯的實際鏈路變成讓網路層看起來像不會出錯的數據鏈路。實現的主要功能有：幀的同步、差錯控制、流量控制、定址、幀內定界、透明比特組合傳輸等。
（3）網路層（Network，N）網路中通信的2個計算機之間可能要經過許多結點和鏈路，還可能經過幾個通信子網。網路層數據傳輸的單位是分組（Packet）。網路層的主要任務是為要傳輸的分組選擇一條合適的路徑，使傳送分組能夠正確無誤地按照給定的目的地址找到目的主機，交付給目的主機的傳輸層。
（4）傳輸層（Transport，T）傳輸層的主要任務是通過通信子網的特性，最佳地利用網路資源，並以可靠與經濟的方式為2個端系統的會話層之間建立一條連線通道，以透明地傳輸報文。傳輸層向上一層提供一個可靠的端到端的服務，使會話層不知道傳輸層以下的數據通信的細節。傳輸層只存在端系統中，傳輸層以上各層就不再考慮信息傳輸的問題了。
（5）會話層（Session，S）在會話層以及以上各層中，數據的傳輸都以報文為單位，會話層不參與具體的傳輸，它提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立以及維護套用之間的通信機制。如伺服器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。
（6）表示層（Presentation，P）這一層主要解決用戶信息的語法表示問題。它將要交換的數據從適合某一用戶的抽象語法，轉換為適合OSI內部表示使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉換數據服務。數據的壓縮和解壓縮、加密和解密等工作都由表示層負責。
（7）套用層（Application，A）這是OSI參考模型的最高層。套用層確定進程之間通信的性質以滿足用戶的需求，以及提供網路與用戶軟體之間的接口服務。
TCP/IP參考模型
20世紀70年代初期，美國國防部高級研究計畫局（ARPA）為了實現異種網之間的互聯與互通，大力資助網路技術的研究開發工作。ARPANET開始使用的是一種稱為網路控制協定（network control protocol，NCP）的協定。隨著ARPANET的發展，需要更為複雜的協定。
1973年，引進了傳輸控制協定TCP，隨後，在1981年引入了網際協定IP。1982年，TCP和IP被標準化成為TCP/IP協定組，1983年取代了ARPANET上的NCP，並最終形成較為完善的TCP/IP體系結構和協定規範。
TCP/IP（transmission control protocol/internet protocol，傳輸控制協定/網際協定）由它的2個主要協定即TCP協定和IP協定而得名。TCP/IP是Internet上所有網路和主機之間進行交流時所使用的共同“語言”，是Internet上使用的一組完整的標準網路連線協定。通常所說的TCP/IP協定實際上包含了大量的協定和套用，且由多個獨立定義的協定組合在一起，因此，更確切地說，應該稱其為TCP/IP協定集。
TCP/IP共有4個層次，它們分別是網路接口層、網際層、傳輸層和套用層。TCP/IP層次結構與OSI層次結構的對照關係如圖2所示。
圖2（1）網路接口層TCP/IP模型的最底層是網路接口層，也被稱為網路訪問層，它包括了可使用TCP/IP與物理網路進行通信的協定，且對應著OSI的物理層和數據鏈路層。TCP/IP標準並沒有定義具體的網路接口協定，而是旨在提供靈活性，以適應各種網路類型，如LAN、MAN和WAN。這也說明，TCP/IP協定可以運行在任何網路上。
（2）網際層是在Internet標準中正式定義的第一層。網際層所執行的主要功能是處理來自傳輸層的分組，將分組形成數據包（IP數據包），並為該數據包在不同的網路之間進行路徑選擇，最終將數據包從源主機傳送到目的主機。在網際層中，最常用的協定是網際協定IP，其他一些協定用來協助IP的操作。
（3）傳輸層傳輸層也被稱為主機至主機層，與OSI的傳輸層類似，它主要負責主機到主機之間的端對端可靠通信，該層使用了2種協定來支持2種數據的傳送方法，它們是TCP協定和UDP協定。
（4）套用層在TCP/IP模型中，應用程式接口是最高層，它與OSI模型中高3層的任務相同，都是用於提供網路服務，如檔案傳輸、遠程登錄、域名服務和簡單網路管理等。
