实体和对等实体

实体是任何可以发送或接收信息的硬件或软件进程。

例子：

  • 网卡可以发送和接收信息，因此可以看作硬件实体。
  • 浏览器进程、Web 服务器进程可以发送和接收应用报文，因此可以看作软件实体。

对等实体是通信双方相同层次中的实体。例如，发送主机应用层中的浏览器进程和接收主机应用层中的 Web 服务器进程互为对等实体；两端数据链路层中的网卡相关功能也可以互为对等实体。

协议

协议是控制两个对等实体进行逻辑通信的规则集合。

两个实体之间并不是有物理链接。对等层看起来像在直接通信，实际数据仍会沿发送方协议栈向下、经过网络传输、再沿接收方协议栈向上。

协议三要素：语法、语义、同步

要素 含义 例子
语法 数据与控制信息的格式 首部字段如何排列、字段占多少位
语义 通信双方要完成的操作 收到 HTTP GET 后应返回请求资源或错误状态
同步 通信双方的时序关系 先发送请求，再接收响应；连接建立后再传输数据
协议看横向

协议描述的是同一层、不同系统中的对等实体如何逻辑通信。它解决的是横向规则问题。

# 服务和接口

服务是下层通过层间接口向上层提供的功能。

接口是同一系统内相邻两层之间交互的位置。上层通过服务访问点 SAP 使用下层服务。

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第 $n$ 层通过第 $n-1$ 层提供的服务完成自己的通信功能，同时又向第 $n+1$ 层提供服务。也就是说，服务关系是逐层向上的：低层提供能力，高层使用能力。

这三个概念的方向不同：

概念 方向 关键问题
协议 横向，同层对等实体之间 对等实体按什么规则通信
服务 纵向，下层提供给上层 下层能为上层做什么
接口 本机内部，相邻层之间 上层在哪里、如何访问下层服务

服务访问点和服务原语

服务访问点 SAP 是上层访问下层服务的位置。可以把它理解为层间服务的入口。

服务原语是描述层间服务请求和响应的抽象操作。它强调的是同一系统内上下层如何交互，而不是两个主机之间的物理传输细节。

PDU 和 SDU

对等层之间传送的数据单元称为协议数据单元 PDU。

同一系统内相邻层之间交换的数据单元称为服务数据单元 SDU。

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在封装过程中，上层交给本层的数据就是本层的 SDU。本层添加首部或尾部后，形成用于本层对等实体逻辑通信的 PDU。

例如：

  • HTTP 请求交给 TCP 后，对 TCP 来说是 SDU。
  • TCP 加上 TCP 首部后，形成 TCP 报文段，这是运输层 PDU。
  • TCP 报文段交给 IP 后，又成为网络层的 SDU。
  • IP 加上 IP 首部后，形成 IP 数据报，这是网络层 PDU。

多个 SDU 可以合成为一个 PDU，一个 SDU 也可以拆分为多个 PDU。具体如何处理取决于该层协议设计。