1.网络分层
原则:
每层实现一种相对独立的工鞥,降低系统的复杂度
各层之间界面清晰,易于理解,相互交流少
各层功能的精确定义独立于具体的实现方法,可以采用最合适的技术来实现
保持下层对上层的独立性,上层单向使用下层提供的服务
整个分层结构应能促进标准化工作
基本概念:
实体:任何可以发送或者接受信息的硬件或者软件进程
不同服务器上的同一层称为对等层,同一层的实体称为对等实体
n层实体实现的服务为n+1层所利用
服务数据单元(SDU):完成用户所要求的功能而传送的数据,第n层为n-SDU
协议控制信息(PCI):控制层协议操作的信息 n-PCI
协议数据单元(PDU):对等层次之间传送的数据单元称为该层的PDU n-PDU
层次结构含义:
第N层的实体不仅要使用第N-1层的服务来实现自身定义的功能,还要向第N+1层提供本层的服务,该服务是第N层及下面各层提供的服务总和
最底层只提供服务,是整个层次结构的基础,中间各层既是下一层的服务使用者,又是上一层的服务提供者,最高层面向用户提供服务
上一层只能通过邻近层的接口使用下一层的服务,而不能调用其他层的服务,下一层所提供的服务的实现细节对上一层透明
两台主机通信时,对等层在逻辑上有一条直接通道,表现为不经过下层把信息传送到对方
2.计算机的网络协议、接口、服务的概念
协议:
控制两个或者多个对等实体进行通信的规则集合,是水平的
不对等实体之间是没有协议的
组成:语法规定了传输数据的格式;语义规定了要完成的功能;同步规定了执行各种操作的条件、时序关系
协议是水平的,是控制对等实体之间通信的规则
接口:
同一节点内相邻两层之间交换信息的连接点,是一个系统内部的规定
每层只能为紧邻的层次之间定义接口,不能夸层定义接口
服务:
下层为紧邻的上层提供的功能调用,是垂直的
服务原语:由服务用户发往服务提供者,请求完成某项任务;由服务提供者发往服务用户,指示用户完成某件事;由服务用户发往服务提供者,作为对指示的响应;证实:由服务提供者发往服务用户,作为请求的证实
只有本层的协议的实现才能保证向上一层提供服务,本层的服务用户只能看见服务,而无法看见下面的协议
服务的分类:
面向连接服务和无法连接服务:
面向连接服务:
通信双方必须建立连接,分配响应资源,结束后释放连接与资源(可靠服务)
阶段:连接建立,数据传输,连接释放
代表协议:TCP协议
无连接服务:
通信双方不需要建立连接,直接发送数据(不可靠服务)
尽最大努力交付(IP协议、UDP协议)
可靠服务和不可靠服务:
可靠服务:
网络具有纠错、检错,应答机制,保证数据正确可靠的传送到目的地
不可靠服务:
网络尽可能正确,可靠的传送,不能保证数据的正确,可靠的传送到目的地
可靠性由应用或者用户来保障
有应答服务和无应答服务:
有应答服务:
接收方在收到数据后想发送方发出相应的应答,传输系统自动实现
无应答服务:
接收方收到数据后不会自动给出应答,如果需要应答就由高层实现
3.OSI参考模型
目的:支持异构网络系统的互联互通
应用层、表示层、会话层构成资源子网
传输层承上启下
网络层、数据链路层、物理层构成通信子网
4.物理层
传输单位:比特流
任务:透明传输的比特流
功能:物理媒体上为数据端设备透明的传输原始比特流
定义数据终端设备和数据通信设备的物理与逻辑连接方法。接口的机械形状和尺寸,交换电路的数量和排列
接口协议:EIA-232C、EIA/TIA RS-449、CCITT的X2.1等
5.数据链路层
传输单位:帧
任务:将网络层传来的IP数据报组装成帧
功能:成帧、差错控制、流量控制、传输管理
差错控制:对传输中收到干扰的信号进行检错,并对其丢弃
流量控制:控制发送方的速度
介质访问子层控制共享信道的访问
典型协议:SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继
6.网络层
传输单位:数据报
任务:报网络层的协议传输单元(分组)从源端到目的端,为分组交换网上的不同主机提供通信服务
功能:流量控制、拥塞控制、差错控制、网际互联
拥塞控制:对网络中因为来不及接受导致大量丢失的情况,网络层采取一定的措施对拥塞进行缓解
网际互联:将大量异构网络通过路由器相互连接起来
典型协议:IP、IPX、ICMP、ARP、RARP、OSPF
7.传输层
传输单位:报文段(TCP)或者用户数据报(UDP)
任务:主机之间两个进程的相互通信
功能:端到端传输、流量控制、差错控制、服务质量、数据传输管理等服务
典型协议:TCP、UDP
8.会话层
任务:允许不同主机上的各个进程进行通话
功能:建立绘画同步、管理主机间的会话进程(建立、管理及终止)
使用校验点恢复通信、实现数据同步
9.表示层
任务:处理两个通信系统中交换信息的表示方式
功能:数据压缩、加密和解密、数据表示变换
10.应用层
任务:用户与网络的界面,为特定类型的网络应用提供访问OSI环境的手段
典型协议:FTP、SMTP、HTTP
11.TCP/IP模型
应用层:
对应OSI会话层、表示层和应用层
包含所有高层协议(Telnet FTP DNS SMTP HTTP)
传输层:
对应OSI的传输层
实现发送端和目的端主机上的对等实体进行会话
传输控制协议(TCP):面向连接(可靠交付)、数据传输的基本单位是报文段
用户数据报协议(UDP):无连接的(不可靠交付)、传输基本单位是用户数据报(尽最大努力交付)
网际层:
对应OSI的网络层
将分组发送到任何网络上,选择和使用的路由
不能保证有序到达,有序交付交给高层负责
定义了IP协议 IPV4 IPV6
网络接口层:
对应OSI的数据链路层和物理层
指出主机必须使用的某种协议和网络连接
作用:从主机或者节点接受IP分组,并把他们发送到指定的物理网络上
12.TCP/IP模型与OSI模型的比较
相同:
都采用分层结构
都是基于独立的协议栈的概念
都可以解决异构网络的互联,实现不同厂家的计算机的相互通信
不同:
OSI精确的定义了服务、接口和协议,TCP/IP没有明确区分
OSI通用型良好,TCP/IP协议是对已有协议的描述,但是不适用于其他非TCP/IP的协议栈
OSI没有考虑多种异构网络的互联问题
网络层(网际层)OSI中支持无连接和面向连接,TCP/IP只有无连接
传输层OSI支持面向连接的通信,TCP/IP支持面向连接和无连接的通信
13.信息传输过程
用户发送数据报
应用层:将自然语言转化为通信数据
然后开始每层都会加上SDU和PCI进行包裹包装
到达目的主机又会进行包括拆包,将SDU和PCI一层层拆开、最终获得数据
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