① 寫出計算機網路OSI模型的七個層次,並簡述個層的作用
看來你很需要 本來不回答0分的
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網路協議設計者不應當設計一個單一、巨大的協議來為所有形式的通信規定完整的細節,而應把通信問題劃分成多個小問題,然後為每一個小問題設計一個單獨的協議。這樣做使得每個協議的設計、分析、時限和測試比較容易。協議劃分的一個主要原則是確保目標系統有效且效率高。為了提高效率,每個協議只應該注意沒有被其他協議處理過的那部分通信問題;為了主協議的實現更加有效,協議之間應該能夠共享特定的數據結構;同時這些協議的組合應該能處理所有可能的硬體錯誤以及其它異常情況。為了保證這些協議工作的協同性,應當將協議設計和開發成完整的、協作的協議系列(即協議族),而不是孤立地開發每個協議。
在網路歷史的早期,國際標准化組織(ISO)和國際電報電話咨詢委員會(CCITT)共同出版了開放系統互聯的七層參考模型。一台計算機操作系統中的網路過程包括從應用請求(在協議棧的頂部)到網路介質(底部) ,OSI參考模型把功能分成七個分立的層次。圖2.1表示了OSI分層模型。
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│ 應用層 │←第七層
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│ 表示層 │
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│ 會話層 │
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│ 傳輸層 │
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│ 網路層 │
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│數據鏈路層│
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│ 物理層 │←第一層
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圖2.1 OSI七層參考模型
OSI模型的七層分別進行以下的操作:
第一層??物理層
第一層負責最後將信息編碼成電流脈沖或其它信號用於網上傳輸。它由計算機和網路介質之間的實際界面組成,可定義電氣信號、符號、線的狀態和時鍾要求、數據編碼和數據傳輸用的連接器。如最常用的RS-232規范、10BASE-T的曼徹斯特編碼以及RJ-45就屬於第一層。所有比物理層高的層都通過事先定義好的介面而與它通話。如乙太網的附屬單元介面(AUI),一個DB-15連接器可被用來連接層一和層二。
第二層??數據鏈路層
數據鏈路層通過物理網路鏈路提供可靠的數據傳輸。不同的數據鏈路層定義了不同的網路和協議特徵,其中包括物理編址、網路拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流控。物理編址(相對應的是網路編址)定義了設備在數據鏈路層的編址方式;網路拓撲結構定義了設備的物理連接方式,如匯流排拓撲結構和環拓撲結構;錯誤校驗向發生傳輸錯誤的上層協議告警;數據幀序列重新整理並傳輸除序列以外的幀;流控可能延緩數據的傳輸,以使接收設備不會因為在某一時刻接收到超過其處理能力的信息流而崩潰。數據鏈路層實際上由兩個獨立的部分組成,介質存取控制(Media Access Control,MAC)和邏輯鏈路控制層(Logical Link Control,LLC)。MAC描述在共享介質環境中如何進行站的調度、發生和接收數據。MAC確保信息跨鏈路的可靠傳輸,對數據傳輸進行同步,識別錯誤和控制數據的流向。一般地講,MAC只在共享介質環境中才是重要的,只有在共享介質環境中多個節點才能連接到同一傳輸介質上。IEEE MAC規則定義了地址,以標識數據鏈路層中的多個設備。邏輯鏈路控制子層管理單一網路鏈路上的設備間的通信,IEEE 802.2標準定義了LLC。LLC支持無連接服務和面向連接的服務。在數據鏈路層的信息幀中定義了許多域。這些域使得多種高層協議可以共享一個物理數據鏈路。
第三層??網路層
網路層負責在源和終點之間建立連接。它一般包括網路尋徑,還可能包括流量控制、錯誤檢查等。相同MAC標準的不同網段之間的數據傳輸一般只涉及到數據鏈路層,而不同的MAC標准之間的數據傳輸都涉及到網路層。例如IP路由器工作在網路層,因而可以實現多種網路間的互聯。
第四層??傳輸層
傳輸層向高層提供可靠的端到端的網路數據流服務。傳輸層的功能一般包括流控、多路傳輸、虛電路管理及差錯校驗和恢復。流控管理設備之間的數據傳輸,確保傳輸設備不發送比接收設備處理能力大的數據;多路傳輸使得多個應用程序的數據可以傳輸到一個物理鏈路上;虛電路由傳輸層建立、維護和終止;差錯校驗包括為檢測傳輸錯誤而建立的各種不同結構;而差錯恢復包括所採取的行動(如請求數據重發),以便解決發生的任何錯誤。傳輸控制協議(TCP)是提供可靠數據傳輸的TCP/IP協議族中的傳輸層協議。
第五層??會話層
會話層建立、管理和終止表示層與實體之間的通信會話。通信會話包括發生在不同網路應用層之間的服務請求和服務應答,這些請求與應答通過會話層的協議實現。它還包括創建檢查點,使通信發生中斷的時候可以返回到以前的一個狀態。
第六層??表示層
表示層提供多種功能用於應用層數據編碼和轉化,以確保以一個系統應用層發送的信息可以被另一個系統應用層識別。表示層的編碼和轉化模式包括公用數據表示格式、性能轉化表示格式、公用數據壓縮模式和公用數據加密模式。
公用數據表示格式就是標準的圖像、聲音和視頻格式。通過使用這些標准格式,不同類型的計算機系統可以相互交換數據;轉化模式通過使用不同的文本和數據表示,在系統間交換信息,例如ASCII(American Standard Code for Information Interchange,美國標准信息交換碼);標准數據壓縮模式確保原始設備上被壓縮的數據可以在目標設備上正確的解壓;加密模式確保原始設備上加密的數據可以在目標設備上正確地解密。
表示層協議一般不與特殊的協議棧關聯,如QuickTime是Applet計算機的視頻和音頻的標准,MPEG是ISO的視頻壓縮與編碼標准。常見的圖形圖像格式PCX、GIF、JPEG是不同的靜態圖像壓縮和編碼標准。
第七層??應用層
應用層是最接近終端用戶的OSI層,這就意味著OSI應用層與用戶之間是通過應用軟體直接相互作用的。注意,應用層並非由計算機上運行的實際應用軟體組成,而是由向應用程序提供訪問網路資源的API(Application Program Interface,應用程序介面)組成,這類應用軟體程序超出了OSI模型的范疇。應用層的功能一般包括標識通信夥伴、定義資源的可用性和同步通信。因為可能丟失通信夥伴,應用層必須為傳輸數據的應用子程序定義通信夥伴的標識和可用性。定義資源可用性時,應用層為了請求通信而必須判定是否有足夠的網路資源。在同步通信中,所有應用程序之間的通信都需要應用層的協同操作。
OSI的應用層協議包括文件的傳輸、訪問及管理協議(FTAM) ,以及文件虛擬終端協議(VIP)和公用管理系統信息(CMIP)等。
2.2 TCP/IP分層模型
TCP/IP分層模型(TCP/IP Layening Model)被稱作網際網路分層模型(Internet Layering Model)、網際網路參考模型(Internet Reference Model)。圖2.2表示了TCP/IP分層模型的四層。
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│ ││D│F│W│F│H│G│T│I│S│U│ │
│ ││N│I│H│T│T│O│E│R│M│S│其│
│第四層,應用層 ││S│N│O│P│T│P│L│C│T│E│ │
│ ││ │G│I│ │P│H│N│ │P│N│ │
│ ││ │E│S│ │ │E│E│ │ │E│它│
│ ││ │R│ │ │ │R│T│ │ │T│ │
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│第三層,傳輸層 ││ TCP │ UDP │
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│ ││ │ICMP│ │
│第二層,網間層 ││ └————┘ │
│ ││ IP │
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│第一層,網路介面││ARP/RARP │ 其它 │
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圖2.2 TCP/IP四層參考模型
TCP/IP協議被組織成四個概念層,其中有三層對應於ISO參考模型中的相應層。ICP/IP協議族並不包含物理層和數據鏈路層,因此它不能獨立完成整個計算機網路系統的功能,必須與許多其他的協議協同工作。
TCP/IP分層模型的四個協議層分別完成以下的功能:
第一層??網路介面層
網路介面層包括用於協作IP數據在已有網路介質上傳輸的協議。實際上TCP/IP標准並不定義與ISO數據鏈路層和物理層相對應的功能。相反,它定義像地址解析協議(Address Resolution Protocol,ARP)這樣的協議,提供TCP/IP協議的數據結構和實際物理硬體之間的介面。
第二層??網間層
網間層對應於OSI七層參考模型的網路層。本層包含IP協議、RIP協議(Routing Information Protocol,路由信息協議),負責數據的包裝、定址和路由。同時還包含網間控制報文協議(Internet Control Message Protocol,ICMP)用來提供網路診斷信息。
第三層??傳輸層
傳輸層對應於OSI七層參考模型的傳輸層,它提供兩種端到端的通信服務。其中TCP協議(Transmission Control Protocol)提供可靠的數據流運輸服務,UDP協議(Use Datagram Protocol)提供不可靠的用戶數據報服務。
第四層??應用層
應用層對應於OSI七層參考模型的應用層和表達層。網際網路的應用層協議包括Finger、Whois、FTP(文件傳輸協議)、Gopher、HTTP(超文本傳輸協議)、Telent(遠程終端協議)、SMTP(簡單郵件傳送協議)、IRC(網際網路中繼會話)、NNTP(網路新聞傳輸協議)等,這也是本書將要討論的重點。
② osi參考模型分為幾層
OSI參考模型分為7層:物理層,數據鏈路層,網路層,傳輸層,會話層,表示層和應用層。
各層功能:物理連接、傳送數據、及時傳送、可靠傳輸數據、維護機制、解壓縮數據、介面服務。
OSI,即開放式系統互聯。 一般都叫OSI參考模型,OSI參考模型是一個具有七層結構的體系模型。發送和接收信息所涉及的內容和相應的設備稱為實體。OSI的每一層都包含多個實體,處於同一層的實體稱為對等實體。
OSI參考模型較為理想化,過分模塊化使處理變得更加沉重,每個模塊不得不實現相似的處理邏輯。雖然OSI存在這樣或那樣的問題,但OSI參考模型對通信中必要的功能做了很好的歸納,理解它有助於學習更深的計算機網路知識。
OSI參考模型與TCP/IP模型各自層與層之間關系相似。每一層都只與自己相鄰的上下兩層直接通信,下層通過服務訪問點為上一層提供服務。當接受數據時,數據是自下而上傳輸;當發送數據時,數據則是自上向下傳輸的。
在這一點上TCP/IP參考模型與OSI參考模型是一致的。只是TCP/IP參考模型相比OSI參考模型少了會話層協議數據單元(SPDU)和表示層協議數據單元(PPDU)。
③ osi七層模型是什麼解釋一下好嗎
OSI七層模型介紹
OSI是一個開放性的通行系統互連參考模型,他是一個定義的非常好的協議規范。OSI模型有7層結構,每層都可以有幾個子層。下面我簡單的介紹一下這7層及其功能。
OSI的7層從上到下分別是
7 應用層
6 表示層
5 會話層
4 傳輸層
3 網路層
2 數據鏈路層
1 物理層
其中高層,既7、6、5、4層定義了應用程序的功能,下面3層,既3、2、1層主要面向通過網路的端到端的數據流。下面我給大家介紹一下這7層的功能:
(1)應用層:與其他計算機進行通訊的一個應用,它是對應應用程序的通信服務的。例如,一個沒有通信功能的字處理程序就不能執行通信的代碼,從事字處理工作的程序員也不關心OSI的第7層。但是,如果添加了一個傳輸文件的選項,那麼字處理器的程序員就需要實現OSI的第7層。示例:telnet,HTTP,FTP,WWW,NFS,SMTP等。
(2)表示層:這一層的主要功能是定義數據格式及加密。例如,FTP允許你選擇以二進制或ASII格式傳輸。如果選擇二進制,那麼發送方和接收方不改變文件的內容。如果選擇ASII格式,發送方將把文本從發送方的字元集轉換成標準的ASII後發送數據。在接收方將標準的ASII轉換成接收方計算機的字元集。示例:加密,ASII等。
(3)會話層:他定義了如何開始、控制和結束一個會話,包括對多個雙向小時的控制和管理,以便在只完成連續消息的一部分時可以通知應用,從而使表示層看到的數據是連續的,在某些情況下,如果表示層收到了所有的數據,則用數據代表表示層。示例:RPC,SQL等。
(4)傳輸層:這層的功能包括是否選擇差錯恢復協議還是無差錯恢復協議,及在同一主機上對不同應用的數據流的輸入進行復用,還包括對收到的順序不對的數據包的重新排序功能。示例:TCP,UDP,SPX。
(5)網路層:這層對端到端的包傳輸進行定義,他定義了能夠標識所有結點的邏輯地址,還定義了路由實現的方式和學習的方式。為了適應最大傳輸單元長度小於包長度的傳輸介質,網路層還定義了如何將一個包分解成更小的包的分段方法。示例:IP,IPX等。
(6)數據鏈路層:他定義了在單個鏈路上如何傳輸數據。這些協議與被討論的歌種介質有關。做彎示例:ATM,FDDI等。
(7)物理層:OSI的物理層規范是有關傳輸介質的特性標准,這些規范通常也參考了其他組織制定的標准。連接頭、針、針的使用、電流、電流、編碼及光調制等都屬於各種物理層規范中的內容。物理層常用多個規范完成對所有細節的定義。示例:Rj45,802.3等。
OSI分層的優點:
(1)人們可以很容易的討論和學習協議的規范細節。
(2)層間的標准介面方便了工程模塊化。
(3)創建了一個更好的互連環境。
(4)降低了復雜度,使程序更容易修改,產品開發的速度更快。
(前仔5)每層利用緊鄰的下層服務,更容易記住個層的功能。
大多數的計算機網路都採用層次式結構,即將一個計算機網路分為若干層次,處在高層次的系統僅是利用較低層次的系統提供的介面和功能,不需了解低層實現該功能所採用的演算法和協議;較低層次也僅是使用從高層系統傳送來的參數,這就是層次間的無關性。因為有了這種無關性,層次間的每個模塊可以用一個新的模塊取代,只要新的模塊與舊的模塊具有相同的功能和介面,即使它們使用的演算法和協議都不一樣。
網路中的計算機與終端間要想正確的傳送信息和數據,必須在數據傳輸的順序、數據的格式及內容等方面有一個約定或規則,這種約定或規則稱做協議。網路協議慧胡汪主要有三個組成部分:
1、語義:
是對協議元素的含義進行解釋,不同類型的協議元素所規定的語義是不同的。例如需要發出何種控制信息、完成何種動作及得到的響應等。
2、語法:
將若干個協議元素和數據組合在一起用來表達一個完整的內容所應遵循的格式,也就是對信息的數據結構做一種規定。例如用戶數據與控制信息的結構與格式等。
3、時序:
對事件實現順序的詳細說明。例如在雙方進行通信時,發送點發出一個數據報文,如果目標點正確收到,則回答源點接收正確;若接收到錯誤的信息,則要求源點重發一次。
70年代以來,國外一些主要計算機生產廠家先後推出了各自的網路體系結構,但它們都屬於專用的。
為使不同計算機廠家的計算機能夠互相通信,以便在更大的范圍內建立計算機網路,有必要建立一個國際范圍的網路體系結構標准。
國際標准化組織ISO 於1981年正式推薦了一個網路系統結構----七層參考模型,叫做開放系統互連模型(Open System Interconnection,OSI)。由於這個標准模型的建立,使得各種計算機網路向它靠攏, 大大推動了網路通信的發展。
OSI 參考模型將整個網路通信的功能劃分為七個層次,見圖1。它們由低到高分別是物理層(PH)、鏈路層(DL)、網路層(N)、傳輸層(T)、會議層(S)、表示層(P)、應用層(A)。每層完成一定的功能,每層都直接為其上層提供服務,並且所有層次都互相支持。第四層到第七層主要負責互操作性,而一層到三層則用於創造兩個網路設備間的物理連接.
1.物理層
物理層是OSI的第一層,它雖然處於最底層,卻是整個開放系統的基礎。物理層為設備之間的數據通信提供傳輸媒體及互連設備,為數據傳輸提供可靠的環境。
1.1媒體和互連設備
物理層的媒體包括架空明線、平衡電纜、光纖、無線信道等。通信用的互連設備指DTE和DCE間的互連設備。DTE既數據終端設備,又稱物理設備,如計算機、終端等都包括在內。而DCE則是數據通信設備或電路連接設備,如數據機等。數據傳輸通常是經過DTE——DCE,再經過DCE——DTE的路徑。互連設備指將DTE、DCE連接起來的裝置,如各種插頭、插座。LAN中的各種粗、細同軸電纜、T型接、插頭,接收器,發送器,中繼器等都屬物理層的媒體和連接器。
1.2物理層的主要功能
1.2.1為數據端設備提供傳送數據的通路,數據通路可以是一個物理媒體,也可以是多個物理媒體連接而成.一次完整的數據傳輸,包括激活物理連接,傳送數據,終止物理連接.所謂激活,就是不管有多少物理媒體參與,都要在通信的兩個數據終端設備間連接起來,形成一條通路.
1.2.2傳輸數據.物理層要形成適合數據傳輸需要的實體,為數據傳送服務.一是要保證數據能在其上正確通過,二是要提供足夠的帶寬(帶寬是指每秒鍾內能通過的比特(BIT)數),以減少信道上的擁塞.傳輸數據的方式能滿足點到點,一點到多點,串列或並行,半雙工或全雙工,同步或非同步傳輸的需要.
1.3物理層的一些重要標准
物理層的一些標准和協議早在OSI/TC97/C16 分技術委員會成立之前就已制定並在應用了,OSI也制定了一些標准並採用了一些已有的成果.下面將一些重要的標准列出,以便讀者查閱.ISO2110:稱為"數據通信----25芯DTE/DCE介面連接器和插針分配".它與EIA(美國電子工
業協會)的"RS-232-C"基本兼容。ISO2593:稱為"數據通信----34芯DTE/DCE----介面連接器和插針分配"。ISO4092:稱為"數據通信----37芯DTE/DEC----介面連接器和插針分配".與EIARS-449兼容。CCITT V.24:稱為"數據終端設備(DTE)和數據電路終接設備之間的介面電路定義表".其功能與EIARS-232-C及RS-449兼容於100序列線上.
2.數據鏈路層
數據鏈路可以粗略地理解為數據通道。物理層要為終端設備間的數據通信提供傳輸媒體及其連接.媒體是長期的,連接是有生存期的.在連接生存期內,收發兩端可以進行不等的一次或多次數據通信.每次通信都要經過建立通信聯絡和拆除通信聯絡兩過程.這種建立起來的數據收發關系就叫作數據鏈路.而在物理媒體上傳輸的數據難免受到各種不可靠因素的影響而產生差錯,為了彌補物理層上的不足,為上層提供無差錯的數據傳輸,就要能對數據進行檢錯和糾錯.數據鏈路的建立,拆除,對數據的檢錯,糾錯是數據鏈路層的基本任務。
2.1鏈路層的主要功能
鏈路層是為網路層提供數據傳送服務的,這種服務要依靠本層具備的功能來實現。鏈路層應具備如下功能:
2.1.1鏈路連接的建立,拆除,分離。
2.1.2幀定界和幀同步。鏈路層的數據傳輸單元是幀,協議不同,幀的長短和界面也有差別,但無論如何必須對幀進行定界。
2.1.3順序控制,指對幀的收發順序的控制。
2.1.4差錯檢測和恢復。還有鏈路標識,流量控制等等.差錯檢測多用方陣碼校驗和循環碼校驗來檢測信道上數據的誤碼,而幀丟失等用序號檢測.各種錯誤的恢復則常靠反饋重發技術來完成。
2.2數據鏈路層的主要協議
數據鏈路層協議是為發對等實體間保持一致而制定的,也為了順利完成對網路層的服務。主要協議如下:
2.2.1ISO1745--1975:"數據通信系統的基本型控制規程".這是一種面向字元的標准,利用10個控制字元完成鏈路的建立,拆除及數據交換.對幀的收發情況及差錯恢復也是靠這些字元來完成.ISO1155, ISO1177, ISO2626, ISO2629等標準的配合使用可形成多種鏈路控制和數據傳輸方式.
2.2.2ISO3309--1984:稱為"HDLC 幀結構".ISO4335--1984:稱為"HDLC 規程要素 ".ISO7809--1984:稱為"HDLC 規程類型匯編".這3個標准都是為面向比特的數據傳輸控制而制定的.有人習慣上把這3個標准組合稱為高級鏈路控制規程.
2.2.3ISO7776:稱為"DTE數據鏈路層規程".與CCITT X.25LAB"平衡型鏈路訪問規程"相兼容.
2.3鏈路層產品
獨立的鏈路產品中最常見的當屬網卡,網橋也是鏈路產品。MODEM的某些功能有人認為屬於鏈路層,對些還有爭議.數據鏈路層將本質上不可靠的傳輸媒體變成可靠的傳輸通路提供給網路層。在IEEE802.3情況下,數據鏈路層分成了兩個子層,一個是邏輯鏈路控制,另一個是媒體訪問控制。下圖所示為IEEE802.3LAN體系結構。
AUI=連接單元介面 PMA=物理媒體連接
MAU=媒體連接單元 PLS=物理信令
MDI=媒體相關介面
3.網路層
網路層的產生也是網路發展的結果.在聯機系統和線路交換的環境中,網路層的功能沒有太大意義.當數據終端增多時.它們之間有中繼設備相連.此時會出現一台終端要求不只是與唯一的一台而是能和多台終端通信的情況,這就是產生了把任意兩台數據終端設備的數據鏈接起來的問題,也就是路由或者叫尋徑.另外,當一條物理信道建立之後,被一對用戶使用,往往有許多空閑時間被浪費掉.人們自然會希望讓多對用戶共用一條鏈路,為解決這一問題就出現了邏輯信道技術和虛擬電路技術.
3.1網路層主要功能
網路層為建立網路連接和為上層提供服務,應具備以下主要功能:
3.1.1路由選擇和中繼.
3.1.2激活,終止網路連接.
3.1.3在一條數據鏈路上復用多條網路連接,多採取分時復用技術 .
3.1.4差錯檢測與恢復.
3.1.5排序,流量控制.
3.1.6服務選擇.
3.1.7網路管理.
3.2網路層標准簡介
網路層的一些主要標准如下:
3.2.1 ISO.DIS8208:稱為"DTE用的X.25分組級協議"
3.2.2 ISO.DIS8348:稱為"CO 網路服務定義"(面向連接)
3.2.3 ISO.DIS8349:稱為"CL 網路服務定義"(面向無連接)
3.2.4 ISO.DIS8473:稱為"CL 網路協議"
3.2.5 ISO.DIS8348:稱為"網路層定址"
3.2.6 除上述標准外,還有許多標准。這些標准都只是解決網路層的部分功能,所以往往需要在網路層中同時使用幾個標准才能完成整個網路層的功能.由於面對的網路不同,網路層將會採用不同的標准組合.
在具有開放特性的網路中的數據終端設備,都要配置網路層的功能.現在市場上銷售的網路硬設備主要有網關和路由器.
4.傳輸層
傳輸層是兩台計算機經過網路進行數據通信時,第一個端到端的層次,具有緩沖作用。當網路層服務質量不能滿足要求時,它將服務加以提高,以滿足高層的要求;當網路層服務質量較好時,它只用很少的工作。傳輸層還可進行復用,即在一個網路連接上創建多個邏輯連接。 傳輸層也稱為運輸層.傳輸層只存在於端開放系統中,是介於低3層通信子網系統和高3層之間的一層,但是很重要的一層.因為它是源端到目的端對數據傳送進行控制從低到高的最後一層.
有一個既存事實,即世界上各種通信子網在性能上存在著很大差異.例如電話交換網,分組交換網,公用數據交換網,區域網等通信子網都可互連,但它們提供的吞吐量,傳輸速率,數據延遲通信費用各不相同.對於會話層來說,卻要求有一性能恆定的界面.傳輸層就承擔了這一功能.它採用分流/合流,復用/介復用技術來調節上述通信子網的差異,使會話層感受不到.
此外傳輸層還要具備差錯恢復,流量控制等功能,以此對會話層屏蔽通信子網在這些方面的細節與差異.傳輸層面對的數據對象已不是網路地址和主機地址,而是和會話層的界面埠.上述功能的最終目的是為會話提供可靠的,無誤的數據傳輸.傳輸層的服務一般要經歷傳輸連接建立階段,數據傳送階段,傳輸連接釋放階段3個階段才算完成一個完整的服務過程.而在數據傳送階段又分為一般數據傳送和加速數據傳送兩種。傳輸層服務分成5種類型.基本可以滿足對傳送質量,傳送速度,傳送費用的各種不同需要.傳輸層的協議標准有以下幾種:
4.1 ISO8072:稱為"面向連接的傳輸服務定義"
4.2 ISO8072:稱為"面向連接的傳輸協議規范"
5.會話層
會話層提供的服務可使應用建立和維持會話,並能使會話獲得同步。會話層使用校驗點可使通信會話在通信失效時從校驗點繼續恢復通信。這種能力對於傳送大的文件極為重要。會話層,表示層,應用層構成開放系統的高3層,面對應用進程提供分布處理,對話管理,信息表示,恢復最後的差錯等.
會話層同樣要擔負應用進程服務要求,而運輸層不能完成的那部分工作,給運輸層功能差距以彌補.主要的功能是對話管理,數據流同步和重新同步。要完成這些功能,需要由大量的服務單元功能組合,已經制定的功能單元已有幾十種.現將會話層主要功能介紹如下.
5.1為會話實體間建立連接。為給兩個對等會話服務用戶建立一個會話連接,應該做如下幾項工作:
5.1.1將會話地址映射為運輸地址
5.1.2選擇需要的運輸服務質量參數(QOS)
5.1.3對會話參數進行協商
5.1.3識別各個會話連接
5.1.4傳送有限的透明用戶數據
5.2數據傳輸階段
這個階段是在兩個會話用戶之間實現有組織的,同步的數據傳輸.用戶數據單元為SSDU,而協議數據單元為SPDU.會話用戶之間的數據傳送過程是將SSDU轉變成SPDU進行的.
5.3連接釋放
連接釋放是通過"有序釋放","廢棄","有限量透明用戶數據傳送"等功能單元來釋放會話連接的.會話層標准為了使會話連接建立階段能進行功能協商,也為了便於其它國際標准參考和引用,定義了12種功能單元.各個系統可根據自身情況和需要,以核心功能服務單元為基礎,選配其他功能單元組成合理的會話服務子集.會話層的主要標准有"DIS8236:會話服務定義"和"DIS8237:會話協議規范".
6.表示層
表示層的作用之一是為異種機通信提供一種公共語言,以便能進行互操作。這種類型的服務之所以需要,是因為不同的計算機體系結構使用的數據表示法不同。例如,IBM主機使用EBCDIC編碼,而大部分PC機使用的是ASCII碼。在這種情況下,便需要會話層來完成這種轉換。
通過前面的介紹,我們可以看出,會話層以下5層完成了端到端的數據傳送,並且是可靠,無差錯的傳送.但是數據傳送只是手段而不是目的,最終是要實現對數據的使用.由於各種系統對數據的定義並不完全相同,最易明白的例子是鍵盤,其上的某些鍵的含義在許多系統中都有差異.這自然給利用其它系統的數據造成了障礙.表示層和應用層就擔負了消除這種障礙的任務.
對於用戶數據來說,可以從兩個側面來分析,一個是數據含義被稱為語義,另一個是數據的表示形式,稱做語法.像文字,圖形,聲音,文種,壓縮,加密等都屬於語法范疇.表示層設計了3類15種功能單位,其中上下文管理功能單位就是溝通用戶間的數據編碼規則,以便雙方有一致的數據形式,能夠互相認識.ISO表示層為服務,協議,文本通信符制定了DP8822,DP8823,DIS6937/2等一系列標准.
7.應用層
應用層向應用程序提供服務,這些服務按其向應用程序提供的特性分成組,並稱為服務元素。有些可為多種應用程序共同使用,有些則為較少的一類應用程序使用。應用層是開放系統的最高層,是直接為應用進程提供服務的。其作用是在實現多個系統應用進程相互通信的同時,完成一系列業務處理所需的服務.其服務元素分為兩類:公共應用服務元素CASE和特定應用服務元素SASE.CASE提供最基本的服務,它成為應用層中任何用戶和任何服務元素的用戶,主要為應用進程通信,分布系統實現提供基本的控制機制.特定服務SASE則要滿足一些特定服務,如文卷傳送,訪問管理,作業傳送,銀行事務,訂單輸入等.
這些將涉及到虛擬終端,作業傳送與操作,文卷傳送及訪問管理,遠程資料庫訪問,圖形核心系統,開放系統互連管理等等.應用層的標准有DP8649"公共應用服務元素",DP8650"公共應用服務元素用協議",文件傳送,訪問和管理服務及協議.
討論:OSI七層模型是一個理論模型,實際應用則千變萬化,因此更多把它作為分析、評判各種網路技術的依據;對大多數應用來說,只將它的協議族(即協議堆棧)與七層模型作大致的對應,看看實際用到的特定協議是屬於七層中某個子層,還是包括了上下多層的功能。
這樣分層的好處有:
1.使人們容易探討和理解協議的許多細節。
2.在各層間標准化介面,允許不同的產品只提供各層功能的一部分,(如路由器在一到三層),或者只提供協議功能的一部分。(如Win95中的Microsoft TCP/IP)
3. 創建更好集成的環境。
4. 減少復雜性,允許更容易編程改變或快速評估。
5. 用各層的headers和trailers排錯。
6.較低的層為較高的層提供服務。
7. 把復雜的網路劃分成為更容易管理的層。
④ 區域網參考模型由哪幾層組成
區域網是一個通信網,只涉及到相當於OSI/RM通信子網的功能。由於內部大多採用共享信道的技術,所以區域網通常不單獨設立網路層。區域網的高層功能由具體的區域網操作系統來實現。
IEEE 802標準的區域網參考模型與OSI/RM的對應關系,該模型包括了OSI/RM最低兩層(物理層和鏈路層)的功能,也包括網間互連的高層戚拆功能和管理功能。從圖中可見,OSI/RM的數據鏈路層功能,在區域網參考模型中被分成媒體訪問控制MAC(Medium Access Control)和邏輯鏈路控亂稿制LLC(Logical Link Control)兩個子層。
在OSI/RM中,物理層、數據鏈路層和網路層使計算機網路具有報文分組轉接的功能。對於區域網來說,物理層是必需的,它負責體現機械、電氣和過程方面的特性,以建立、維持和拆除物理鏈路;數據鏈路層也是必需的,它負責把不可靠的傳輸信道轉換成可靠的傳輸信道,傳送帶有校驗的數據幀,採用差錯控制和幀確認技術。
但是,區域網中的多個設備一般共享公共傳輸媒體,在設備之間傳輸數據時,首先要解決由哪些設備佔有媒體的問題。所以區域網的數據鏈路層必須設置媒體訪問控制功能。高陪棗由於區域網採用的媒體有多種,對應的媒體訪問控制方法也有多種,為了使數據幀的傳送獨立於所採用的物理媒體和媒體訪問控制方法,IEEE 802 標准特意把 LLC 獨立出來形成一具單獨子層,使用權LLC子層與媒體無關,僅讓MAC子層依賴於物理媒體和媒體訪問控制方法。
由於穿越區域網的鏈路只有一條,不需要設立路由器選擇和流量控制功能,如網路層中的分級定址、排序、流量控制、差錯控制功能都可以放在數據鏈路層中實現。因此,區域網中可以不單獨設置網路層。當局限於一個區域網時,物理層和鏈路層就能完成報文分組轉接的功能。但當涉及網路互連時,報文分組就必須經過多條鏈路才能到達目的地,此時就必須專門設置一個層次來完成網路層的功能,在職IEEE 802 標准中災一層被稱為網際層。
在參考模型中,每個實體和另一個系統和同等實體按協議進行通信;而一個系統中上下層之間的通信,則通過介面進行,並用服務訪問點SAP(Server Access Point) 來定義介面。為了對多個高層實體提供支持,在LLC層的頂部有多個LLC服務訪問點(LSAP),為圖中的實體A和B提供介面端;在網際層的頂部有多個網間服務訪問點(NSAP),為實體C、D和E提供介面端;媒體訪問控制服務訪問點(MSAP)向LLC實體提供單個介面端。
LLC子層中規定了無確認無連接、有確認無連接和面向連接三種類型的鏈路服務。無確認城無連接服務是一促數據報服務,信息幀在LLC實體間交換時,無需在同等層實體間事先建立邏輯鏈路,對這種LLC幀進行確認外,其它類似於無確認無連接服務;面向連接服務提供訪問點之間的虛電路服務,在任何住處幀交換前,一對LLC實體之間必須建立邏輯路,在數據傳送過程中,信息幀依次發送,並提供差錯恢復和流量控制功能。
MAC子層在支持LLC層完成毀滅體訪問控制功能時,可以提供多個可供選擇的毀滅體訪問控制方式。使用MSAP支持LLC子層悍,MAC子層實現幀的定址和識別。MAC到MAC的操作通過同等層協議來進行MAC還產生幀檢驗序列和完成幀檢驗等功能。
⑤ 計算機網路模型(OSI & TCP/IP)
開放式系統互聯模型 (英語: O pen S ystem I nterconnection Model,縮寫:OSI;簡稱為 OSI模型 )是一種 概念模型 ,由 國際標准化組織 提出,一個試圖使各種計算機在世界范圍內互連為網路的標准框架。7層中按照功能可分為資源子網和通信子網。每層提取一個字簡記為「物聯網書會使用」
根據建議X.200,OSI將計算機網路體系結構劃分為以下七層,標有1~7,第1層在底部。 現「OSI/RM」是 英文 「Open Systems Interconnection Reference Model」的縮寫。
應用層(Application Layer)提供為應用軟體而設的介面,以設置與另一應用軟體之間的通信。例如:HTTP、HTTPS、FTP、Telnet、SSH、SMTP、POP3等。所有能與用戶交互產生網路流量的程序都在這一層。
表達層(Presentation Layer)把數據轉換為能與接收者的系統格式兼容並適合傳輸的格式。用於處理在兩個通信系統中交換信息的表示方式(語法和語義)。有如下功能:
😊數據格式變換(比特流解析成圖片...)
😊數據加密解密
😊數據壓縮與恢復
會話層(Session Layer)負責在數據傳輸中設置和維護計算機網路中兩台計算機之間的通信連接。向表示層用戶實體/用戶進程提供 建立連接 並在連接上 有序 的 傳輸 數據。這是會話,也是建立同步(SYN)。功能如下:
》建立、管理、終止會話
》使用校驗點可使會話在通信失效時從校驗點/同步點繼續恢復通信,實現數據同步。(適用於傳輸大文件)
傳輸層(Transport Layer)把傳輸表頭(TH)加至數據以形成數據包。傳輸表頭包含了所使用的協議等發送信息。例如:傳輸控制協議(TCP)、用戶數據報協議( UDP) 等。負責主機中兩個進程的通信,即端到端的通信。傳輸單位是報文段或用戶數據報。功能如下:
👍可靠傳輸、不可靠傳輸
👍差錯控制
👍流量控制
👍復用分用
網路層(Network Layer)決定數據的路徑選擇和轉寄,將網路表頭(NH)加至數據包,以形成報文。網路表頭包含了網路數據。例如:互聯網協議(IP)、ICMP、IGMP……等。主要任務是將分組從源端傳遞到目的端,為分組交換網上的不同主機提供通信服務。網路層的傳輸單位是數據報。功能有:
😎路由選擇
😎流量控制
😎差錯控制
😎擁塞控制(若所有節點來不及接受分組而要大量丟棄分組的話,網路處於擁塞狀態)
主要任務是把網路層傳下來的數據報組裝成幀。這層傳輸單位為幀。
數據鏈路層(Data Link Layer)負責網路定址、錯誤偵測和改錯。當表頭和表尾被加至數據包時,會形成 信息框 (Data Frame)。數據鏈表頭(DLH)是包含了物理地址和錯誤偵測及改錯的方法。數據鏈表尾(DLT)是一串指示數據包末端的字元串。例如乙太網、無線區域網(Wi-Fi)和通用分組無線服務(GPRS)等。
分為兩個子層:邏輯鏈路控制(logical link control,LLC)子層和介質訪問控制(Media access control,MAC)子層。功能有:
😜成幀(定義幀的開始和結束)
😜差錯控制(幀錯+位錯)
😜流量控制
😜訪問(接入)控制,控制對信道的訪問。
主要是在物理媒體上實現比特流的透明傳輸。傳輸單位是bit。物理層就是個小傻瓜。
物理層(Physical Layer)在局部區域網上傳送 數據幀 (Data Frame),它負責管理電腦通信設備和網路媒體之間的互通。包括了針腳、電壓、線纜規范、集線器、中繼器、網卡、主機介面卡等。功能有:
🤢定義介面特性
🤢定義傳輸模式(全雙工、半雙工、單工)
🤢定義傳輸速率
🤢比特同步
🤢比特編碼
TCP/IP提供了點對點鏈接的機制,將數據應該如何封裝、定址、傳輸、路由以及在目的地如何接收,都加以標准化。它將軟體通信過程 抽象化 為四個 抽象層 ,採取 協議堆棧 的方式,分別實現出不同通信協議。協議族下的各種協議,依其功能不同,被分別歸屬到這四個層次結構之中,常被視為是簡化的七層 OSI模型 。
該層包括所有和應用程序協同工作,利用基礎網路交換應用程序專用的數據的協議。 應用層 是大多數普通與網路相關的程序為了通過網路與其他程序通信所使用的層。這個層的處理過程是應用特有的;數據從網路相關的程序以這種應用內部使用的格式進行傳送,然後被編碼成標准協議的格式。
一些特定的程序被認為運行在這個層上。它們提供服務直接支持用戶應用。這些程序和它們對應的協議包括 HTTP (萬維網服務)、 FTP (文件傳輸)、 SMTP (電子郵件)、 SSH (安全遠程登錄)、 DNS (名稱<-> IP地址尋找)以及許多其他協議。 一旦從應用程序來的數據被編碼成一個標準的應用層協議,它將被傳送到IP棧的下一層。
在傳輸層,應用程序最常用的是TCP或者UDP,並且伺服器應用程序經常與一個 公開的埠號 相聯系。伺服器應用程序的埠由 互聯網號碼分配局 (IANA)正式地分配,但是現今一些新協議的開發者經常選擇它們自己的埠號。由於在同一個系統上很少超過少數幾個的伺服器應用,埠沖突引起的問題很少。應用軟體通常也允許用戶強制性地指定埠號作為運行 參數 。
鏈接外部的客戶端程序通常使用系統分配的一個隨機埠號。監聽一個埠並且通過伺服器將那個埠發送到應用的另外一個副本以創建對等鏈接(如 IRC 上的 dcc 文件傳輸)的應用也可以使用一個隨機埠,但是應用程序通常允許定義一個特定的埠范圍的規范以允許埠能夠通過實現 網路地址轉換 (NAT)的路由器映射到內部。
每一個應用層( TCP/IP參考模型 的最高層)協議一般都會使用到兩個傳輸層協議之一: 面向連接的 TCP傳輸控制協議 和無連接的包傳輸的 UDP用戶數據報文協議 。 常用的應用層協議有:
運行在 TCP 協議上的協議:
HTTP (Hypertext Transfer Protocol,超文本傳輸協議),主要用於普通瀏覽。
HTTPS (Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer, or HTTP over SSL,安全超文本傳輸協議),HTTP協議的安全版本。
FTP (File Transfer Protocol,文件傳輸協議),由名知義,用於文件傳輸。
POP3 (Post Office Protocol, version 3,郵局協議),收郵件用。
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol,簡單郵件傳輸協議),用來發送電子郵件。
TELNET (Teletype over the Network,網路電傳),通過一個終端(terminal)登陸到網路。
SSH (Secure Shell,用於替代安全性差的 TELNET ),用於加密安全登陸用。
運行在 UDP 協議上的協議:
BOOTP (Boot Protocol,啟動協議),應用於無盤設備。
NTP (Network Time Protocol,網路時間協議),用於網路同步。
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol,動態主機配置協議),動態配置IP地址。
其他:
DNS (Domain Name Service,域名服務),用於完成地址查找,郵件轉發等工作(運行在 TCP 和 UDP 協議上)。
ECHO (Echo Protocol,回繞協議),用於查錯及測量應答時間(運行在 TCP 和 UDP 協議上)。
SNMP (Simple Network Management Protocol,簡單網路管理協議),用於網路信息的收集和網路管理。
ARP (Address Resolution Protocol,地址解析協議),用於動態解析乙太網硬體的地址。
傳輸層 (transport layer)的協議,能夠解決諸如端到端可靠性(「數據是否已經到達目的地?」)和保證數據按照正確的順序到達這樣的問題。在TCP/IP協議組中,傳輸協議也包括所給數據應該送給哪個應用程序。 在TCP/IP協議組中技術上位於這個層的動態路由協議通常被認為是網路層的一部分;一個例子就是 OSPF (IP協議89)。 TCP (IP協議6)是一個「可靠的」、 面向鏈接 的傳輸機制,它提供一種可靠的位元組流保證數據完整、無損並且按順序到達。TCP盡量連續不斷地測試網路的負載並且控制發送數據的速度以避免網路過載。另外,TCP試圖將數據按照規定的順序發送。這是它與UDP不同之處,這在實時數據流或者路由高 網路層 丟失率應用的時候可能成為一個缺陷。 較新的 SCTP 也是一個「可靠的」、 面向鏈接 的傳輸機制。它是面向記錄而不是面向位元組的,它在一個單獨的鏈接上提供通過多路復用提供的多個子流。它也提供多路自定址支持,其中鏈接終端能夠被多個IP地址表示(代表多個實體介面),這樣的話即使其中一個連接失敗了也不中斷。它最初是為電話應用開發的(在 IP 上傳輸 SS7 ),但是也可以用於其他的應用。 UDP (IP協議號17)是一個 無鏈接 的數據報協議。它是一個「盡力傳遞」(best effort)或者說「不可靠」協議——不是因為它特別不可靠,而是因為它不檢查數據包是否已經到達目的地,並且不保證它們按順序到達。如果一個應用程序需要這些特性,那它必須自行檢測和判斷,或者使用 TCP 協議。 UDP的典型性應用是如流媒體(音頻和視頻等)這樣按時到達比可靠性更重要的應用,或者如 DNS 查找這樣的簡單查詢/響應應用,如果創建可靠的鏈接所作的額外工作將是不成比例地大。 DCCP 目前正由IETF開發。它提供TCP流動控制語義,但對於用戶來說保留UDP的數據報服務模型。 TCP和UDP都用來支持一些高層的應用。任何給定網路地址的應用通過它們的TCP或者UDP 埠號 區分。根據慣例使一些 大眾所知的埠 與特定的應用相聯系。 RTP 是為如音頻和視頻流這樣的實時數據設計的數據報協議。RTP是使用UDP包格式作為基礎的會話層,然而據說它位於網際網路協議棧的傳輸層。
TCP/IP協議族中的 網路互連層 (internet layer)在OSI模型中叫做 網路層 (network layer)。
正如最初所定義的, 網路層 解決在一個單一網路上傳輸數據包的問題。類似的協議有 X.25 和 ARPANET 的 Host/IMP Protocol 。 隨著 網際網路 思想的出現,在這個層上添加附加的功能,也就是將數據從源 網路 傳輸到目的網路。這就牽涉到在網路組成的網上選擇路徑將數據包傳輸,也就是 網際網路 。 在網際網路協議組中, IP 完成數據從源發送到目的的基本任務。IP能夠承載多種不同的高層協議的數據;這些協議使用一個唯一的 IP協議號 進行標識。ICMP和IGMP分別是1和2。 一些IP承載的協議,如 ICMP (用來發送關於IP發送的診斷信息)和 IGMP (用來管理 多播 數據),它們位於IP層之上但是完成網路層的功能,這表明網際網路和OSI模型之間的不兼容性。所有的路由協議,如 BGP 、 OSPF 、和 RIP 實際上也是網路層的一部分,盡管它們似乎應該屬於更高的協議棧。
網路訪問(鏈接)層實際上並不是網際網路協議組中的一部分,但是它是數據包從一個設備的網路層傳輸到另外一個設備的網路層的方法。這個過程能夠在 網卡 的 軟體 驅動程序 中控制,也可以在 韌體 或者專用 晶元 中控制。這將完成如添加 報頭 准備發送、通過 實體 介質 實際發送這樣一些 數據鏈路 功能。另一端,鏈路層將完成數據幀接收、去除報頭並且將接收到的包傳到網路層。 然而,鏈路層並不經常這樣簡單。它也可能是一個 虛擬專有網路 (VPN)或者隧道,在這里從網路層來的包使用 隧道協議 和其他(或者同樣的)協議組發送而不是發送到實體的介面上。VPN和信道通常預先建好,並且它們有一些直接發送到實體介面所沒有的特殊特點(例如,它可以加密經過它的數據)。由於現在鏈路「層」是一個完整的網路,這種協議組的 遞歸 使用可能引起混淆。但是它是一個實現常見復雜功能的一個優秀方法。(盡管需要注意預防一個已經封裝並且經隧道發送下去的數據包進行再次地封裝和發送)。
⑥ TCP/IP網路模型從上至下哪四層組成各層主要功能是什麼
1、組成:應用層、傳輸層、網路層、鏈路層
2、各層主要功能:
應用層:負責向用戶提供應用程序,比如HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP等。
傳輸層:負責對報文進行分組和重組,並以TCP或UDP協議格式封裝報文。
網路層:負責路由以及把分組報文發送給目標網路或主機。
鏈路層:負責封裝和解封裝IP報文,發送和接受ARP/RARP報文等。
(6)計算機網路數據模型圖擴展閱讀
OSI是開放系統互連參考模型 (Open System Interconnect 簡稱OSI),是國際標准化組織(ISO)和國際電報電話咨詢委員會(CCITT)聯合制定的開放系統互連參考模型,為開放式互連信息系統提供了一種功能結構的框架。
它從低到高分別是:物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。
而TCP/IP簡單來說就是OSI的簡化版,把OSI的七層簡化為了四層。TCP/IP 定義了電子設備如何連入網際網路,以及數據如何在它們之間傳輸的標准。
協議採用了4層的層級結構,每一層都呼叫它的下一層所提供的協議來完成自己的需求。
⑦ OSI(開放系統互連)參考模型七個層次是
OSI(開放系統互連)參考模型七個層次是物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。
OSI將計算機網路體系結構(architecture)劃分為以下七層:
物理層:將數據轉換為可通過物理介質傳送的電子信號相當於郵局中的搬運工人。
數據鏈路層:決定訪問網路介質的方式。在此層將數據分幀,並處理流控制。本層指定拓撲結構並提供硬體定址,相當於郵局中的裝拆箱工人。
網路層:使用權數據路由經過大型網路 相當於郵局中的排序工人。
傳輸層:提供終端到終端的可靠連接 相當於公司中跑郵局的送信職員。
會話層:允許用戶使用簡單易記的名稱建立連接 相當於公司中收寄信、寫信封與拆信封的秘書。
表示層:協商數據交換格式,相當公司中簡報老闆、替老闆寫信的助理。
應用層:用戶的應用程序和網路之間的介面。
(7)計算機網路數據模型圖擴展閱讀
OSI參考模型的優點
1、分工合作,責任明確
性質相似的工作劃分在同一層,性質相異的工作則劃分到不同層。如此一來,每一層所負責的工作范圍,都區分得很清楚,彼此不會重疊。萬一出了問題,很容易判斷是哪一層沒做好,就應該先改善該層的工作,不至於無從著手。
2、對等交談
對等是指所處的層級相同,對等交談意指同一層找同一層談,例如:第3層找第3層談、第4層找第4層談,依此類推。所以某一方的第N層只與對方的第N層交談,是否收到、解讀自己所送出的信息即可,完全不必關心對方的第N-1層或第N+1層會如何做,因為那是由一方的第N-1層與第N+1層來處理。
其實,雙方以對等身份交談是常用的規則,這樣的最大好處是簡化了各層所負責的事情。因此,通信協議是對等個體通信時的一切約定。
3、逐層處理,層層負責
既然層次分得很清楚,處理事情時當然應該按部就班,逐層處理,決不允許越過上一層,或是越過下一層。因此,第N層收到數據後,一定先把數據進行處理,才會將數據向上傳送給第N+1層,如果收到第N+1層傳下來的數據,也是處理無誤後才向下傳給第N-1層。
任何一層收到數據時,都可以相信上一層或下一層已經做完它們該做的事,層級的多少還要考慮效率與實際操作的難易,並非層數越多越好。
⑧ OSI七層型的層次結構是什麼
OSI七層型從低到高依次是:物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。
1、應用層:網路服務與最終用戶的一個介面。
2、表示層:數據的表示、安全、壓縮。(在五層模型裡面已經合並到了應用層),格式有,JPEG、ASCll、EBCDIC、加密格式等。
3、會話層:建立、管理、終止會話。(在五層模型裡面已經合並到了應用層),對應主機進程,指本地主機與遠程主機正在進行的會話。
4、傳輸層:定義傳輸數據的協議埠號,以及流控和差錯校驗。
協議有:TCP、UDP,數據包一旦離開網卡即進入網路傳輸層。
5、網路層:進行邏輯地址定址,實現不同網路之間的路徑選擇。
協議有:ICMP、IGMP、IP(IPV4、IPV6)。
6、數據鏈路層:建立邏輯連接、進行硬體地址定址、差錯校驗等功能。將比特組合成位元組進而組合成幀,用MAC地址訪問介質,錯誤發現但不能糾正。
7、物理層:建立、維護、斷開物理連接。
TCP/IP 層級模型結構,應用層之間的協議通過逐級調用傳輸層、網路層和物理數據鏈路層而可以實現應用層的應用程序通信互聯。
⑨ osi參考模型分為哪幾層各層的功能是什麼
OSI參考模型包括7層,物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。
各自的作用如下:
1、物理層的主要功能是利用傳輸介質為數據鏈路層提供物理聯接,負責數據流的物理傳輸工作。物理層傳輸的基本單位是比特流,即0和1,也就是最基本的電信號或光信號,是最基本的物理傳輸特徵。
2、數據鏈路層是在通信實體間建立數據鏈路聯接,數據鏈路控制子層會接受網路協議數據、分組的數據報並且添加更多的控制信息,從而把這個分組傳送到它的目標設備。
3、網路層是以路由器為最高節點俯瞰網路的關鍵層譽戚,它負責把分組從源網路傳輸到目標網路的路由選擇工作。互聯網是由多個網路組成在一起的一個集合,正是藉助了網路層的路由路徑選擇功能,才能使得多個網滾虛隱絡之間的聯接得以暢通,信息得以共享。
4、傳輸層使用網路層提供的網路聯接服務,依據系統需求可以選擇數據傳輸時使用面大廳向聯接的服務或是面向無聯接的服務。
5、會話層的主要功能是負責維護兩個節點之間的傳輸聯接,確保點到點傳輸不中斷,以及管理數據交換等功能。會話層在應用進程中建立、管理和終止會話。會話層還可以通過對話控制來決定使用何種通信方式,全雙工通信或半雙工通信。會話層通過自身協議對請求與應答進行協調。
6、表示層的主要功能是處理在兩個通信系統中交換信息的表示方式,主要包括數據格式變化、數據加密與解密、數據壓縮與解壓等。在網路帶寬一定的前提下數據壓縮的越小其傳輸速率就越快,所以表示層的數據壓縮與解壓被視為掌握網路傳輸速率的關鍵因素。
7、應用層採用不同的應用協議來解決不同類型的應用要求,並且保證這些不同類型的應用所採用的低層通信協議是一致的。應用層中包含了若干獨立的用戶通用服務協議模塊,為網路用戶之間的通信提供專用的程序服務。
OSI簡介:
OSI(Open System Interconnect),即開放式系統互連。 一般都叫OSI參考模型,是ISO組織在1985年研究的網路互連模型。該體系結構標準定義了網路互連的七層框架(物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層),即OSI開放系統互連參考模型。
⑩ 計算機網路(三)數據鏈路層
結點:主機、路由器
鏈路:網路中兩個結點之間的物理通道,鏈路的傳輸介質主要有雙絞線、光纖和微波。分為有線鏈路、無線鏈路。
數據鏈路:網路中兩個結點之間的邏輯通道,把實現控制數據傳輸協議的硬體和軟體加到鏈路上就構成數據鏈路。
幀:鏈路層的協議數據單元,封裝網路層數據報。
數據鏈路層負責通過一條鏈路從一個結點向另一個物理鏈路直接相連的相鄰結點傳送數據報。
數據鏈路層在物理層提供服務的基礎上向網路層提供服務,其最基本的服務是將源自網路層來的數據可靠地傳輸到相鄰節點的目標機網路層。其主要作用是加強物理層傳輸原始比特流的功能,將物理層提供的可能出錯的物理連接改造成為 邏輯上無差錯的數據鏈路 ,使之對網路層表現為一條無差錯的鏈路。
封裝成幀就是在一段數據的前後部分添加首部和尾部,這樣就構成了一個幀。接收端在收到物理層上交的比特流後,就能根據首部和尾部的標記,從收到的比特流中識別幀的開始和結束。首部和尾部包含許多的控制信息,他們的一個重要作用:幀定界(確定幀的界限)。
幀同步:接收方應當能從接收到的二進制比特流中區分出幀的起始和終止。
組幀的四種方法:
透明傳輸是指不管所傳數據是什麼樣的比特組合,都應當能夠在鏈路上傳送。因此,鏈路層就「看不見」有什麼妨礙數據傳輸的東西。
當所傳數據中的比特組合恰巧與某一個控制信息完全一樣時,就必須採取適當的措施,使收方不會將這樣的數據誤認為是某種控制信息。這樣才能保證數據鏈路層的傳輸是透明的。
概括來說,傳輸中的差錯都是由於雜訊引起的。
數據鏈路層編碼和物理層的數據編碼與調制不同。物理層編碼針對的是單個比特,解決傳輸過程中比特的同步等問題,如曼徹斯特編碼。而數據鏈路層的編碼針對的是一組比特,它通過冗餘碼的技術實現一組二進制比特串在傳輸過程是否出現了差錯。
較高的發送速度和較低的接收能力的不匹配,會造成傳輸出錯,因此流量控制也是數據鏈路層的一項重要工作。數據鏈路層的流量控制是點對點的,而傳輸層的流量控制是端到端的。
滑動窗口有以下重要特性:
若採用n個比特對幀編號,那麼發送窗口的尺寸W T 應滿足: 。因為發送窗口尺寸過大,就會使得接收方無法區別新幀和舊幀。
每發送完一個幀就停止發送,等待對方的確認,在收到確認後再發送下一個幀。
除了比特出差錯,底層信道還會出現丟包 [1] 問題
「停止-等待」就是每發送完一個分組就停止發送,等待對方確認,在收到確認後再發送下一個分組。其操作簡單,但信道利用率較低
信道利用率是指發送方在一個發送周期內,有效地發送數據所需要的時間占整個發送周期的比率。即
GBN發送方:
GBN接收方:
因連續發送數據幀而提高了信道利用率,重傳時必須把原來已經正確傳送的數據幀重傳,是傳送效率降低。
設置單個確認,同時加大接收窗口,設置接收緩存,緩存亂序到達的幀。
SR發送方:
SR接收方:
發送窗口最好等於接收窗口。(大了會溢出,小了沒意義),即
傳輸數據使用的兩種鏈路
信道劃分介質訪問控制將使用介質的每個設備與來自同一通信信道上的其他設備的通信隔離開來,把時域和頻域資源合理地分配給網路上的設備。
當傳輸介質的帶寬超過傳輸單個信號所需的帶寬時,人們就通過在一條介質上同時攜帶多個傳輸信號的方法來提高傳輸系統的利用率,這就是所謂的多路復用,也是實現信道劃分介質訪問控制的途徑。多路復用技術把多個信號組合在一條物理信道上進行傳輸,使多個計算機或終端設備共享信道資源,提高了信道的利用率。信道劃分的實質就是通過分時、分頻、分碼等方法把原來的一條廣播信道,邏輯上分為幾條用於兩個結點之間通信的互不幹擾的子信道,實際上就是把廣播信道轉變為點對點信道。
頻分多路復用是一種將多路基帶信號調制到不同頻率載波上,再疊加形成一個復合信號的多路復用技術。在物理信道的可用帶寬超過單個原始信號所需帶寬的情況下,可將該物理信道的總帶寬分割成若千與傳輸單個信號帶寬相同(或略寬)的子信道,每個子信道傳輸一種信號,這就是頻分多路復用。
每個子信道分配的帶寬可不相同,但它們的總和必須不超過信道的總帶寬。在實際應用中,為了防止子信道之間的千擾,相鄰信道之間需要加入「保護頻帶」。頻分多路復用的優點在於充分利用了傳輸介質的帶寬,系統效率較高;由於技術比較成熟,實現也較容易。
時分多路復用是將一條物理信道按時間分成若干時間片,輪流地分配給多個信號使用。每個時間片由復用的一個信號佔用,而不像FDM那樣,同一時間同時發送多路信號。這樣,利用每個信號在時間上的交叉,就可以在一條物理信道上傳輸多個信號。
就某個時刻來看,時分多路復用信道上傳送的僅是某一對設備之間的信號:就某段時間而言,傳送的是按時間分割的多路復用信號。但由於計算機數據的突發性,一個用戶對已經分配到的子信道的利用率一般不高。統計時分多路復用(STDM,又稱非同步時分多路復用)是TDM 的一種改進,它採用STDM幀,STDM幀並不固定分配時隙,面按需動態地分配時隙,當終端有數據要傳送時,才會分配到時間片,因此可以提高線路的利用率。例如,線路傳輸速率為8000b/s,4個用戶的平均速率都為2000b/s,當採用TDM方式時,每個用戶的最高速率為2000b/s.而在STDM方式下,每個用戶的最高速率可達8000b/s.
波分多路復用即光的頻分多路復用,它在一根光纖中傳輸多種不同波長(頻率)的光信號,由於波長(頻率)不同,各路光信號互不幹擾,最後再用波長分解復用器將各路波長分解出來。由於光波處於頻譜的高頻段,有很高的帶寬,因而可以實現多路的波分復用
碼分多路復用是採用不同的編碼來區分各路原始信號的一種復用方式。與FDM和 TDM不同,它既共享信道的頻率,又共享時間。下面舉一個直觀的例子來理解碼分復用。
實際上,更常用的名詞是碼分多址(Code Division Multiple Access.CDMA),1個比特分為多個碼片/晶元( chip),每一個站點被指定一個唯一的m位的晶元序列,發送1時發送晶元序列(通常把o寫成-1) 。發送1時站點發送晶元序列,發送o時發送晶元序列反碼。
純ALOHA協議思想:不監聽信道,不按時間槽發送,隨機重發。想發就發
如果發生沖突,接收方在就會檢測出差錯,然後不予確認,發送方在一定時間內收不到就判斷發生沖突。超時後等一隨機時間再重傳。
時隙ALOHA協議的思想:把時間分成若干個相同的時間片,所有用戶在時間片開始時刻同步接入網路信道,若發生沖突,則必須等到下一個時間片開始時刻再發送。
載波監聽多路訪問協議CSMA(carrier sense multiple access)協議思想:發送幀之前,監聽信道。
堅持指的是對於監聽信道忙之後的堅持。
1-堅持CSMA思想:如果一個主機要發送消息,那麼它先監聽信道。
優點:只要媒體空閑,站點就馬上發送,避免了媒體利用率的損失。
缺點:假如有兩個或兩個以上的站點有數據要發送,沖突就不可避免。
非堅持指的是對於監聽信道忙之後就不繼續監聽。
非堅持CSMA思想:如果一個主機要發送消息,那麼它先監聽信道。
優點:採用隨機的重發延遲時間可以減少沖突發生的可能性。
缺點:可能存在大家都在延遲等待過程中,使得媒體仍可能處於空閑狀態,媒體使用率降低。
p-堅持指的是對於監聽信道空閑的處理。
p-堅持CSMA思想:如果一個主機要發送消息,那麼它先監聽信道。
優點:既能像非堅持演算法那樣減少沖突,又能像1-堅持演算法那樣減少媒體空閑時間的這種方案。
缺點:發生沖突後還是要堅持把數據幀發送完,造成了浪費。
載波監聽多點接入/碰撞檢測CSMA/CD(carrier sense multiple access with collision detection)
CSMA/CD的工作流程:
由圖可知,至多在發送幀後經過時間 就能知道所發送的幀有沒有發生碰撞。因此把乙太網端到端往返時間為 稱為爭周期(也稱沖突窗口或碰撞窗口)。
截斷二進制指數規避演算法:
最小幀長問題:幀的傳輸時延至少要兩倍於信號在匯流排中的傳播時延。
載波監聽多點接入/碰撞避免CSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidance)其工作原理如下
CSMA/CD與CSMA/CA的異同點:
相同點:CSMA/CD與CSMA/CA機制都從屬於CSMA的思路,其核心是先聽再說。換言之,兩個在接入信道之前都須要進行監聽。當發現信道空閑後,才能進行接入。
不同點:
輪詢協議:主結點輪流「邀請」從屬結點發送數據。
令牌:一個特殊格式的MAC控制幀,不含任何信息。控制信道的使用,確保同一時刻只有一個結點獨占信道。每個結點都可以在一定的時間內(令牌持有時間)獲得發送數據的權利,並不是無限制地持有令牌。應用於令牌環網(物理星型拓撲,邏輯環形拓撲)。採用令牌傳送方式的網路常用於負載較重、通信量較大的網路中。
輪詢訪問MAC協議/輪流協議/輪轉訪問MAC協議:基於多路復用技術劃分資源。
隨機訪問MAC協議: 用戶根據意願隨機發送信息,發送信息時可獨占信道帶寬。 會發生沖突
信道劃分介質訪問控制(MAC Multiple Access Control )協議:既要不產生沖突,又要發送時佔全部帶寬。
區域網(Local Area Network):簡稱LAN,是指在某一區域內由多台計算機互聯成的計算機組,使用廣播信道。其特點有
決定區域網的主要要素為:網路拓撲,傳輸介質與介質訪問控制方法。
區域網的分類
IEEE 802標准所描述的區域網參考模型只對應OSI參考模型的數據鏈路層與物理層,它將數據鏈路層劃分為邏輯鏈路層LLC子層和介質訪問控制MAC子層。
乙太網(Ethernet)指的是由Xerox公司創建並由Xerox、Intel和DEC公司聯合開發的基帶匯流排區域網規范,是當今現有區域網採用的最通用的通信協議標准。乙太網絡使用CSMA/CD(載波監聽多路訪問及沖突檢測)技術。 乙太網只實現無差錯接收,不實現可靠傳輸。
乙太網兩個標准:
乙太網提供無連接、不可靠的服務
10BASE-T是傳送基帶信號的雙絞線乙太網,T表示採用雙絞線,現10BASE-T 採用的是無屏蔽雙絞線(UTP),傳輸速率是10Mb/s。
計算機與外界有區域網的連接是通過通信適配器的。
在區域網中,硬體地址又稱為物理地址,或MAC地址。MAC地址:每個適配器有一個全球唯一的48位二進制地址,前24位代表廠家(由IEEE規定),後24位廠家自己指定。常用6個十六進制數表示,如02-60-8c-e4-b1-21。
最常用的MAC幀是乙太網V2的格式。
IEEE 802.11是無線區域網通用的標准,它是由IEEE所定義的無線網路通信的標准。
廣域網(WAN,Wide Area Network),通常跨接很大的物理范圍,所覆蓋的范圍從幾十公里到幾千公里,它能連接多個城市或國家,或橫跨幾個洲並能提供遠距離通信,形成國際性的遠程網路。
廣域網的通信子網主要使用分組交換技術。廣域網的通信子網可以利用公用分組交換網、衛星通信網和無線分組交換網,它將分布在不同地區的區域網或計算機系統互連起來,達到資源共享的目的。如網際網路(Internet)是世界范圍內最大的廣域網。
點對點協議PPP(Point-to-Point Protocol)是目前使用最廣泛的數據鏈路層協議,用戶使用撥號電話接入網際網路時一般都使用PPP協議。 只支持全雙工鏈路。
PPP協議應滿足的要求
PPP協議的三個組成部分
乙太網交換機
沖突域:在同一個沖突域中的每一個節點都能收到所有被發送的幀。簡單的說就是同一時間內只能有一台設備發送信息的范圍。
廣播域:網路中能接收任一設備發出的廣播幀的所有設備的集合。簡單的說如果站點發出一個廣播信號,所有能接收收到這個信號的設備范圍稱為一個廣播域。
乙太網交換機的兩種交換方式:
直通式交換機:查完目的地址(6B)就立刻轉發。延遲小,可靠性低,無法支持具有不同速率的埠的交換。
存儲轉發式交換機:將幀放入高速緩存,並檢查否正確,正確則轉發,錯誤則丟棄。延遲大,可靠性高,可以支持具有不同速率的埠的交換。