第一章 计算机网络体系

it2023-11-10  74

第一章 计算机网络体系

分层结构&协议&接口&服务

一.为什么要分层: 确保计算机之间能够通信并实现相应的功能(如: 如果目标计算机关机怎么办)

二.怎样分层?分层的基本原则:

1. 降低耦合度 三个方面:各层功能相互独立 各层已于理解 各层采用最适合的技术 2. 只能上层单向使用下层提供的服务 (3. 分层结构利于标准化)

三.分层结构

实体: 第n层中的活动元素称为n层实体.同一层的实体叫对等实体

协议: 为进行网络中的对等实体数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议

协议包括:

- 语法: 规定传输数据的格式 - 语义: 规定所要完成的功能 - 同步: 规定各个操作的顺序

接口(访问服务点SAP): 上层使用下层服务的入口

服务: 下层为相邻上层提供的功能调用

SDU服务数据单元: 为完成用户所要求的功能而应传达的数据单元

PCI协议控制信息: 控制协议操作的信息

PDU协议数据单元: 对等层次之间传送的数据单元

四.知识总结

计算机网络体系结构是分层结构第n层在向n+1层提供服务时,此服务不仅包括第n层本身的功能,还包含有下层服务提供的功能只有相邻层间有接口,且提供的服务的具体实现细节对上一层完全屏蔽体系结构是抽象的,而实现要靠软件和硬件

五.思维导图

OSI参考模型

一.ISO/OSI参考模型–怎么来的: 为了支持不同网络系统的互连互通

国际标准化(ISO) 在1984年提出的开放系统互连(OSI)参考模型

二.ISO/OSI参考模型概述

OSI有7层,自下而上依次是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层.低三层统称为通信子网,它是为了联网而附加的通信设备,完成数据的传输;高三层统称为资源子网,它相当于计算机系统,完成数据的处理等功能.传输层起承上启下的作用.

前3层是点对点的,后4层是端对端的

方便记忆: 物联网淑惠试用

三.通信过程

数据链路层不仅有头还有尾

四.OSI参考模型各层功能及协议

1.应用层

任务:人机交互并访问网络(如QQ、微信)

应用层服务:文件传输(FTP)、电子邮件(SMTP)、万维网(HTTP)

2.表示层

任务:用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式(语法、语义)

如: 不同机器采用的编码和标识方法同,为了实现异构通信,表示层采用标准的编码形式。

功能:

功能一:数据格式变换 功能二:数据加密解密 功能三:数据压缩和恢复

主要协议: JPEG、ASCII

3.会话层

任务:向表示层实体或用户进程提供创建连接并在连接上有序传输数据.这是会话,也称建立同步(SYN)

功能:

功能一:建立、管理、终止会话 功能二:使用校验点可使会话在通信失效时,从校验点恢复通信,实现数据同步(适用于传输大文件)

主要协议: ADSP、ASP

4.传输层

任务:负责主机中两个进程之间的通信,即为端到端的通信连接提供可靠的传输服务.

传输单位是报文段(TCP)或数据报(UDP)

功能:

功能一:可靠传输、不可靠传输 功能二:差错控制 功能三:流量控制 功能四:复用分用(复用:多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务/分用:运输层把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程)

主要协议: TCP、UDP

端到端的通信是指运行在不同主机内的两个进程之间的通信,一个进程由一个端口来标识

点到点的通信可以理解为主机到主机之间的通信,网络中参与通信的主机是通过硬件地址或IP地址识别的

5.网络层

任务:把数据单元(分组)从源端传送到目的端,为分组交换网上的不同主机提供通信服务.

传送单位是数据报

功能:

功能一:路由选择 通过路由算法计算出一条最适合的路径 功能二:流量控制 协调两个源端的发送速率和目的端的接收速率 功能三:差错控制 校验接收的的数据单元是否有差错;如果有差错,能纠错就纠错,不能纠错就丢弃,确保向上层传输的数据无误 功能四:拥塞控制 网络发生拥塞,网络层采取措施缓解拥塞

主要协议: IP、IPX、ICMP、IGMP、ARP、PRPR、OSPF

6.数据链路层

任务:把网络层传下来的IP数据报组装成帧

传输单位是帧

功能:

功能一:成帧(定义帧的开始和结束) 功能二:流量控制 功能三:差错控制 功能四:访问(接入)控制 控制对信道的访问

主要协议: SDLC、HDLC、PPP、STP

7.物理层

任务:物理媒介上实现比特流的透明传输

传输单位是比特

透明传输: 不管所传输数据是什么样的比特组合,都应当能够在链路上传送

功能一:定义接口特性 功能二:定义传输模式 单工、半双工、双工 功能三:定义传输速率 功能四:比特同步 功能五:比特编码

主要协议:Rj45、802.3

五.思维导图

TCP/IP模型&5层参考模型

TCP/IP由于广泛的应用而成为事实上的国际标准

一.功能及协议

1.应用层(用户-用户)

协议: FTP、DNS、SMTP、HTTP

2.传输层(应用-应用或进程-进程)

功能: 负责主机中两个进程之间的通信,即为端到端的通信连接提供可靠的传输服务.

协议: TCP、UDP

TCP(传输控制协议) 它是面向连接的,数据传输的单位是报文段,能够提供可靠的交付

UDP(用户数据报协议) 它是无连接的,数据传输的单位是数据报,不能保证可靠的交付

3.网际层(主机-主机)

网际层是TCP/IP体系结构的关键部分

功能: 把数据单元(分组)从源端传送到目的端,为分组交换网上的不同主机提供通信服务.

协议: IPv4 IPv6

4.网络接口层

功能: 从主机或结点接收IP分组,并把它们发送到指定的物理网络上

二.TCP/IP模型与OSI参考模型的比较

相似处: 首先,都采用分层的体系结构 其次,都是基于独立的协议栈 最后,都是可以解决异构网络的互连互通 差别: 第一.OSI参考模型的最大贡献就是精确的定义了三个主要概念:服务、协议和接口,这与现代的面向对象程序设计思想非常吻合.而TCP/IP模型在这三个概念上没有明确区分 第二.OSI参考模型产生在协议发明之前,没有偏向任何特定的协议,通用性好.但缺乏实用性.TCP/IP模型正好相反,首先出现的是协议,模型实际上是对已有协议的描述,因此不会出现协议不能匹配模型的情况,但该模型不适用于非TCP/IP的协议栈. 第三.TCP/IP模型在设计之初就考虑到了多种异构网的互联问题,并把网际协议(IP)作为一个单独的重要层次.而OSI参考模型最开始没有认识到网际协议(IP)的重要性. 第四.OSI参考在网络层支持无连接和面向连接的通信,但传输层仅有面向连接的通信.而TCP/IP模型认为可靠性是端到端的问题,因此它在网际层仅有一种无连接的通信,而传输层支持无连接和面向连接两种模式

学习计算机网络时,我们往往采用折中的办法,综合OSI和TCP/IP的优点,采用一种只有五层协议的体系结构

三.5层参考模型

![10月03日17点04分50秒](image/10月03日17点04分50秒.png

学习计算机网络时,我们往往采用折中的办法,综合OSI和TCP/IP的优点,采用一种只有五层协议的体系结构

三.5层参考模型

![10月03日17点04分50秒](image/10月03日17点04分50秒.png

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