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计算机网络定义为以能够相互共享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合，主要表现：分布在不同地理位置的多台独立“自治计算机”遵循共同的网络协议实现计算机资源的共享。简单地说就是由两台或两台以上计算机通过传输介质、网络设备和软件直接或间接连接在一起，利用相应的网络通信协议进行网络通信的计算机设备集合体。
一、网络协议
网络协议：计算机网络各节点之间必须遵守事先约定好的规则交换数据和控制信息，这些规则精确定地定义了所交换数据的格式和时序，为网络数据交换而制定的规则、约定与标准称之为网络协议。
1、网络协议有3个要素：
语法：涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。
语义：涉及用于协调与差错处理的控制信息。
时序：涉及速度匹配和排序。
网络体系划分层次的优点：各层是独立的、灵活性好、结构上可分隔开、易于实现和维护和能促进标准化工作。
二、OSI/RM七层参考模型
在OSI/RM中有七个层次，由低到高依次是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
1、七层模型
（1）物理层（比特流）
物理层规定了物理传输介质有关的机械、电气特性和接口，提供相邻设备间的比特流传输，它是利用物理通信介质，为上一层数据链路层提供一个物理连接，通过物理连接透明地传输比特流。所谓透明传输就是指经实际电路后传送的比特流没有变化，任意组合的比特流都可以在这个电路上传输，物理层并不知道比特的含义。物理层的主要设备：中继器、集线器。
（2）数据链路层（帧）
数据链路层把原始不可靠的物理层连接变成无差错的数据通道，负责在两个相邻节点间的线路上无差错地传送以帧为单位的数据，每一帧包括一定的数据和必要的控制信息，在接收点接收到数据出错时要通知发送方重发，直到这一帧无误的到达接收节点。数据链路层就是把一条有可能出错的实际链路变成让网络层看来好相不出错的链接。数据链路层主要功能：数据链路连接的建立与释放；构成数据链路的数据单元；数据链路连接的分裂；帧定界与同步；流量控制和差错的检测与恢复。数据链路层协议的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。主要设备二层交换机、网桥。
（3）网络层（分组）
将数据分成一定长度的分组，负责路由（通信子网到目标路径）的选择，主要解决数据传输单元分组在通信子网中的路由选择、拥塞控制及多个网络互联的问题，通常提供数据报服务和虚电路服务。网络层有以下主要功能：路由选择和中继；网络连接的激活、终止；网络连接多路复用；差错检测与恢复；排序、流量控制；服务选择。网络层协议的代表包括：IP、IPX、OSPF等，主要设备：路由器。
（4）传输层（报文）
传输层的任务是根据通信子网的特性最佳地利用网络资源，并以可靠和经济的方式成为两个端系统的会话层之间建立一条传输连接，透明地传输报文。传输层向上一层提供一个可靠的端到端的服务，使会话层不知道传输层以下的数据通信的细节，传输层只存在于端系统（主机）中，传输层以上层就不再管信息传输的问题。传输层的主要功能如下：映像传输地址到网络地址；多路复用与分割；差错控制及恢复；分段与重新组装；组块与分块；传输连接的建立与释放；序号及流量控制。传输层协议的代表包括：TCP、UDP、SPX等。
（5）会话层
会话层不参与具体的数据传输，但它对数据进行管理，是最薄的层，常被省略。主要功能：会话连接到传输连接的映射；数据传送；会话连接的恢复和释放；对会话参数进行协商；选择合适的QoS；活动管理；
（6）表示层
表示层提供端到端的信息传输，处理的OSI系统间用户信息的语法表达形式。主要功能包括：数据语法转换；数据加密和数据压缩；语法表示；表示连接管理。
（7）应用层
是OSI/RM的最高层，是直接面向用户的一层，是计算机网络与最终用户间的界面。包括FTP（20/21）、SMTP（25）、POP（110）等协议。
2、OSI/RM工作原理
在整个通信网络中，一般是把网络层以下的三层划分为通信子网，负责为网络通信提供平台，建立网络连接，而把会话层、表示层、应用层这三层称为资源子网，负责具体的数据通信任务。在OSI/RM中，层与层之间通过服务访问点（SAP）的边界来隔离的，所有的请求都通过服务访问点从一层传递到另外一层，每一层都是建立在它下面的一层的标准和活动的基础之上的，同时每一层为它的上一层提供一些服务，下一层实现服务的细节对上一层是屏蔽的。也就是说各层的功能实现方式是独立的。下层通过服务访问点（SAP）为上层提供服务，相同层次传输的协议同步单元。
在OSI/RM数据通信的发送端是数据自上而下传输的，而接收端的数据则是从下而上传输的，这也是OSI的基本通信流程。
通过OSI层，信息可以从一台计算机的软件应用程序传输到另一台的应用程序上。计算机A上的应用程序要将信息发送到计算机B的应用程序，则计算机A中的应用程序需要将信息先发送到其应用层（第七层），然后将信息添加应用层首部发送到表示层（第六层），表示层将数据转送到会话层（第五层），如此继续，直至物理层（第一层）。在物理层，数据被放置在物理网络媒介中并被发送至计算机B。计算机B的物理层接收来自物理媒介的数据，然后将信息向上发送至数据链路层（第二层），数据链路层再转送给网络层，依次继续直到信息到达计算机B的应用层。最后，计算机B的应用层再将信息传送给应用程序接收端，从而完成通信过程。
数据链路层的服务访问点LLC（链路控制子层）。
网络层的服务访问点是IP数据报。
传输层的服务访问点是端口号。
二、TCP/IP协议体系结构
Internet网络体系结构是以TCP/IP协议为核心，TCP协议为应用程序提供端到端的通信和控制功能，IP协议为各种不同的通信子网或局域网提供一个统一的互联平台。TCP/IP协议参考模型从高到低的四个层次是：应用层（Application Layer）、传输层（Transport Layer）、网际互连层（Internet Layer，也有称互联网层）和网络访问层（Network Access Layer，也有称主机至网络层）。
（1）网络访问层：提供IP数据报的发送和接收，该层采用的协议为各通信子网本身固有的协议。以太网、令牌环、帧中继和ATM。
（2）网际互连层：提供计算机间的分组传输，主要功能包括高层数据的分组生成、底层数据报的分组组装以及处理路由、流控、拥塞等问题，IP协议提供统一的地址格式和IP数据报格式，以消除各通信子网的差异，从而为信息发送方和接收方提供透明通道。IP、ICMP、IGMP、ARP、RARP等协议。
（3）传输层：提供应用程序间的通信，功能包括格式化信息流以及提供可靠传输，传输层协议主要是传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP，TCP协议提供面向连接的可靠的字节流传输；UDP协议提供无连接的不可靠的数据包传输。
（4）应用层：提供常用的应用程序。
TCP：POP3：110，HTTP：80，FTP：21、20，SMTP：25，Telnet：23。
UDP：DHCP：67/68，TFTP：69，SNMP：161、162，DNS：53。
三、局域网体系结构
局域网体系结构只定义了相当于ISO模型中的低两层，分为物理层和数据链路层，其中数据链路层又分为两个子层，介质访问控制（Media Access Control，MAC）子层和逻辑链路控制（Logical Link Control，LLC）子层。
（1）物理层
主要处理物理线路上传输的比特流，实现比特流的传输、接收和同步；物理连接的建立、维护和撤消；处理机械、电气和过程的特性；为数据链路层提供服务。物理层规定了所使用的信号、编码、传输介质、传输速率以及电平和功能特性。
（2）介质访问控制（MAC）子层
MAC子层是局域网中数据链路层（DLL）的下层部分，它提供MAC地址寻址和介质存取（也就是数据的接收和发送）的控制方式，即处理局域网中各站点对共享通信介质的争用问题
（3）逻辑链路控制（LLC）子层
提供对高层的支持，它屏蔽了具体的媒体和访问控制方法，为连到局域网上的端系统提供端到端的差错控制和流量控制。
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