㈠ 計算機網路各層用的協議
物理層 : O S I 模型的最低層或第一層,該層包括物理連網媒介,如電纜連線連接器。物理層的協議產生並檢測電壓以便發送和接收攜帶數據的信號。在你的桌面P C 上插入網路介面卡,你就建立了計算機連網的基礎。換言之,你提供了一個物理層。盡管物理層不提供糾錯服務,但它能夠設定數據傳輸速率並監測數據出錯率。網路物理問題,如電線斷開,將影響物理層。
用戶要傳遞信息就要利用一些物理媒體,如雙絞線、同軸電纜等,但具體的物理媒體並不在OSI的7層之內,有人把物理媒體當做第0層,物理層的任務就是為它的上一層提供一個物理連接,以及它們的機械、電氣、功能和過程特性。如規定使用電纜和接頭的類型、傳送信號的電壓等。在這一層,數據還沒有被組織,僅作為原始的位流或電氣電壓處理,單位是比特。
數據鏈路層: O S I 模型的第二層,它控制網路層與物理層之間的通信。它的主要功能是如何在不可靠的物理線路上進行數據的可靠傳遞。為了保證傳輸,從網路層接收到的數據被分割成特定的可被物理層傳輸的幀。幀是用來移動數據的結構包,它不僅包括原始數據,還包括發送方和接收方的網路地址以及糾錯和控制信息。其中的地址確定了幀將發送到何處,而糾錯和控制信息則確保幀無差錯到達。 如果在傳送數據時,接收點檢測到所傳數據中有差錯,就要通知發送方重發這一幀。
數據鏈路層的功能獨立於網路和它的節點和所採用的物理層類型,它也不關心是否正在運行 Wo r d 、E x c e l 或使用I n t e r n e t 。有一些連接設備,如交換機,由於它們要對幀解碼並使用幀信息將數據發送到正確的接收方,所以它們是工作在數據鏈路層的。
網路層: O S I 模型的第三層,其主要功能是將網路地址翻譯成對應的物理地址,並決定如何將數據從發送方路由到接收方。
網路層通過綜合考慮發送優先權、網路擁塞程度、服務質量以及可選路由的花費來決定從一個網路中節點A 到另一個網路中節點B 的最佳路徑。由於網路層處理路由,而路由器因為即連接網路各段,並智能指導數據傳送,屬於網路層。在網路中,「路由」是基於編址方案、使用模式以及可達性來指引數據的發送。
傳輸層: O S I 模型中最重要的一層。傳輸協議同時進行流量控制或是基於接收方可接收數據的快慢程度規定適當的發送速率。除此之外,傳輸層按照網路能處理的最大尺寸將較長的數據包進行強制分割。例如,乙太網無法接收大於1 5 0 0 位元組的數據包。發送方節點的傳輸層將數據分割成較小的數據片,同時對每一數據片安排一序列號,以便數據到達接收方節點的傳輸層時,能以正確的順序重組。該過程即被稱為排序。
工作在傳輸層的一種服務是 T C P / I P 協議套中的T C P (傳輸控制協議),另一項傳輸層服務是I P X / S P X 協議集的S P X (序列包交換)。
會話層: 負責在網路中的兩節點之間建立和維持通信。 會話層的功能包括:建立通信鏈接,保持會話過程通信鏈接的暢通,同步兩個節點之間的對 話,決定通信是否被中斷以及通信中斷時決定從何處重新發送。
你可能常常聽到有人把會話層稱作網路通信的「交通警察」。當通過撥號向你的 I S P (網際網路服務提供商)請求連接到網際網路時,I S P 伺服器上的會話層向你與你的P C 客戶機上的會話層進行協商連接。若你的電話線偶然從牆上插孔脫落時,你終端機上的會話層將檢測到連接中斷並重新發起連接。會話層通過決定節點通信的優先順序和通信時間的長短來設置通信期限
表示層: 應用程序和網路之間的翻譯官,在表示層,數據將按照網路能理解的方案進行格式化;這種格式化也因所使用網路的類型不同而不同。
表示層管理數據的解密與加密,如系統口令的處理。例如:在 Internet上查詢你銀行賬戶,使用的即是一種安全連接。你的賬戶數據在發送前被加密,在網路的另一端,表示層將對接收到的數據解密。除此之外,表示層協議還對圖片和文件格式信息進行解碼和編碼。
應用層: 負責對軟體提供介面以使程序能使用網路服務。術語「應用層」並不是指運行在網路上的某個特別應用程序 ,應用層提供的服務包括文件傳輸、文件管理以及電子郵件的信息處理。
㈡ 計算機網路中五層協議它們分別的主要功能是什麼它們具體分別是在哪裡(從硬體層面上談)實現的
1,物理層;其主要功能是:主要負責在物理線路上傳輸原始的二進制數據。
2、數據鏈路層;其主要功能是:主要負責在通信的實體間建立數據鏈路連接。
3、網路層;其主要功能是:要負責創建邏輯鏈路,以及實現數據包的分片和重組,實現擁塞控制、網路互連等功能。
4、傳輸層;其主要功能是:負責向用戶提供端到端的通信服務,實現流量控制以及差錯控制。
5、應用層;其主要功能是:為應用程序提供了網路服務。
物理層和數據鏈路層是由計算機硬體(如網卡)實現的,網路層和傳輸層由操作系統軟體實現,而應用層由應用程序或用戶創建實現。
(2)計算機網路分層以其協議稱為擴展閱讀:
應用層是體系結構中的最高層。應用層確定進程之間通信的性質以滿足用戶的需要。這里的進程就是指正在運行的程序。
應用層不僅要提供應用進程所需要的信息交換
和遠地操作,而且還要作為互相作用的應用進程的用戶代理,來完成一些為進行語義上有意義的信息交換所必須的功能。應用層直接為用戶的應用進程提供服務。
傳輸層的任務就是負責主機中兩個進程之間的通信。網際網路的傳輸層可使用兩種不同協議:即面向連接的傳輸控制協議TCP,和無連接的用戶數據報協議UDP。
面向連接的服務能夠提供可靠的交付,但無連接服務則不保證提供可靠的交付,它只是「盡最大努力交付」。這兩種服務方式都很有用,備有其優缺點。在分組交換網內的各個交換結點機都沒有傳輸層。
網路層負責為分組交換網上的不同主機提供通信。在發送數據時,網路層將運輸層產生的報文段或用戶數據報封裝成分組或包進行傳送。
在TCP/IP體系中,分組也叫作IP數據報,或簡稱為數據報。網路層的另一個任務就是要選擇合適的路由,使源主
機運輸層所傳下來的分組能夠交付到目的主機。
㈢ 計算機網路體系分為哪四層
1.、應用層
應用層對應於OSI參考模型的高層,為用戶提供所需要的各種服務,例如:FTP、Telnet、DNS、SMTP等.
2.、傳輸層
傳輸層對應於OSI參考模型的傳輸層,為應用層實體提供端到端的通信功能,保證了數據包的順序傳送及數據的完整性。該層定義了兩個主要的協議:傳輸控制協議(TCP)和用戶數據報協議(UDP).
TCP協議提供的是一種可靠的、通過「三次握手」來連接的數據傳輸服務;而UDP協議提供的則是不保證可靠的(並不是不可靠)、無連接的數據傳輸服務.
3.、網際互聯層
網際互聯層對應於OSI參考模型的網路層,主要解決主機到主機的通信問題。它所包含的協議設計數據包在整個網路上的邏輯傳輸。注重重新賦予主機一個IP地址來完成對主機的定址,它還負責數據包在多種網路中的路由。
該層有三個主要協議:網際協議(IP)、互聯網組管理協議(IGMP)和互聯網控制報文協議(ICMP)。
IP協議是網際互聯層最重要的協議,它提供的是一個可靠、無連接的數據報傳遞服務。
4.、網路接入層(即主機-網路層)
網路接入層與OSI參考模型中的物理層和數據鏈路層相對應。它負責監視數據在主機和網路之間的交換。事實上,TCP/IP本身並未定義該層的協議,而由參與互連的各網路使用自己的物理層和數據鏈路層協議,然後與TCP/IP的網路接入層進行連接。地址解析協議(ARP)工作在此層,即OSI參考模型的數據鏈路層。
(3)計算機網路分層以其協議稱為擴展閱讀:
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老闆。
㈣ 在計算機網路中,分層和協議的集合稱為計算機網路的___________
計算機網路各層次及其協議的集合,稱為網路的體系結構(Architecture)。...
㈤ 計算機網路的協議分層
為了減少網路設計的復雜性,絕大多數網路採用分層設計方法。所謂分層設計方法,就是按照信息的流動過程將網路的整體功能分解為一個個的功能層,不同機器上的同等功能層之間採用相同的協議,同一機器上的相鄰功能層之間通過介面進行信息傳遞。為了便於理解介面和協議的概念,我們首先以郵政通信系統為例進行說明。人們平常寫信時,都有個約定,這就是信件的格式和內容。首先,我們寫信時必須採用雙方都懂的語言文字和文體,開頭是對方稱謂,最後是落款等。這樣,對方收到信後,才可以看懂信中的內容,知道是誰寫的,什麼時候寫的等。當然還可以有其他的一些特殊約定,如書信的編號、間諜的密寫等。信寫好之後,必須將信封裝並交由郵局寄發,這樣寄信人和郵局之間也要有約定,這就是規定信封寫法並貼郵票。在中國寄信必須先寫收信人地址、姓名,然後才寫寄信人的地址和姓名。郵局收到信後,首先進行信件的分揀和分類,然後交付有關運輸部門進行運輸,如航空信交民航,平信交鐵路或公路運輸部門等。這時,郵局和運輸部門也有約定,如到站地點、時間、包裹形式等等。信件運送到目的地後進行相反的過程,最終將信件送到收信人手中,收信人依照約定的格式才能讀懂信件。如圖所示,在整個過程中,主要涉及到了三個子系統、即用戶子系統,郵政子系統和運輸子系統。各種約定都是為了達到將信件從一個源點送到某一個目的點這個目標而設計的,這就是說,它們是因信息的流動而產生的。可以將這些約定分為同等機構間的約定,如用戶之間的約定、郵政局之間的約定和運輸部門之間的約定,以及不同機構間的約定,如用戶與郵政局之間的約定、郵政局與運輸部門之間的約定。雖然兩個用戶、兩個郵政局、兩個運輸部門分處甲、乙兩地,但它們都分別對應同等機構,同屬一個子系統;而同處一地的不同機構則不在一個子系統內,而且它們之間的關系是服務與被服務的關系。很顯然,這兩種約定是不同的,前者為部門內部的約定,而後者是不同部門之間的約定。 在計算機網路環境中,兩台計算機中兩個進程之間進行通信的過程與郵政通信的過程十分相似。用戶進程對應於用戶,計算機中進行通信的進程(也可以是專門的通信處理機〕對應於郵局,通信設施對應於運輸部門。為了減少計算機網路設計的復雜性,人們往往按功能將計算機網路劃分為多個不同的功能層。網路中同等層之間的通信規則就是該層使用的協議,如有關第N層的通信規則的集合,就是第N層的協議。而同一計算機的不同功能層之間的通信規則稱為介面( i n t e r f a c e),在第N層和第(N+ 1)層之間的介面稱為N /(N+ 1)層介面。總的來說,協議是不同機器同等層之間的通信約定,而介面是同一機器相鄰層之間的通信約定。不同的網路,分層數量、各層的名稱和功能以及協議都各不相同。然而,在所有的網路中,每一層的目的都是向它的上一層提供一定的服務。協議層次化不同於程序設計中模塊化的概念。在程序設計中,各模塊可以相互獨立,任意拼裝或者並行,而層次則一定有上下之分,它是依數據流的流動而產生的。組成不同計算機同等層的實體稱為對等進程( peer process)。對等進程不一定非是相同的程序,但其功能必須完全一致,且採用相同的協議。分層設計方法將整個網路通信功能劃分為垂直的層次集合後,在通信過程中下層將向上層隱蔽下層的實現細節。但層次的劃分應首先確定層次的集合及每層應完成的任務。劃分時應按邏輯組合功能,並具有足夠的層次,以使每層小到易於處理。同時層次也不能太多,以免產生難以負擔的處理開銷。計算機網路體系結構是網路中分層模型以及各層功能的精確定義。對網路體系結構的描述必須包括足夠的信息,使實現者可以為每一功能層進行硬體設計或編寫程序,並使之符合相關協議。但我們要注意的是,網路協議實現的細節不屬於網路體系結構的內容,因為它們隱含在機器內部,對外部說來是不可見的。現在我們來考查一個具體的例子:在圖1 - 11所示的5層網路中如何向其最上層提供通信。在第5層運行的某應用進程產生了消息M,並把它交給第4層進行發送。第4層在消息M前加上一個信息頭(h e a d e r),信息頭主要包括控制信息(如序號)以便目標機器上的第4層在低層不能保持消息順序時,把亂序的消息按原序裝配好。在有些層中,信息頭還包括長度、時間和其他控制欄位。在很多網路中,第4層對接收的消息長度沒有限制,但在第3層通常存在一個限度。因此,第3層必須將接收的入境消息分成較小的單元如報文分組( p a c k e t),並在每個報文分組前加上一個報頭。在本實例中,消息M被分成兩部分:M 1和M 2。第3層確定使用哪一條輸出線路,並將報文傳給第2層。第2層不僅給每段消息加上頭部信息,而且還要加上尾部信息,構成新的數據單元,通常稱為幀( f r a m e),然後將其傳給第1層進行物理傳輸。在接收方,報文每向上遞交一層,該層的報頭就被剝掉,決不可能出現帶有N層以下報頭的報文交給接收方第N層實體的情況。要理解圖1 - 11示意圖,關鍵要理解虛擬通信與物理通信之間的關系,以及協議與介面之間的區別。比如,第4層的對等進程,在概念上認為它們的通信是水平方向地應用第四層協議。每一方都好像有一個叫做「發送到另一方去」的過程和一個叫做「從另一方接收」的過程,盡管實際上這些過程是跨過3 / 4層介面與下層通信而不是直接同另一方通信。抽象出對等進程這一概念,對網路設計是至關重要的。有了這種抽象技術,網路設計者就可以把設計完整的網路這種難以處理的大問題,劃分成設計幾個較小的且易於處理的問題,即分別設計各層。
㈥ 計算機網路中的七層協議是什麼謝謝
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。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。
(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。
㈦ 什麼是網路協議有那些常見的網路協議其中又包含那些層次
為計算機網路中進行數據交換而建立的規則、標准或約定的集合稱之為網路協議。
常見的網路協議有:
1、TCP/IP協議:作為互聯網的基礎協議,TCP/IP是目前最流行的網路協議,但TCP/IP協議在區域網中的通信效率並不高;
2、NetBEUI協議:即NetBios Enhanced User Interface ,或NetBios增強用戶介面。它是NetBIOS協議的增強版本,曾被許多操作系統採用,例如Windows for Workgroup、Win 9x系列、Windows NT等。NETBEUI協議在許多情形下很有用,是WINDOWS98之前的操作系統的預設協議。NetBEUI協議是一種短小精悍、通信效率高的廣播型協議,安裝後不需要進行設置,特別適合於在「網路鄰居」傳送數據。所以建議除了TCP/IP協議之外,小型區域網的計算機也可以安上NetBEUI協議;
3、IPX/SPX協議:本來就是Novell開發的專用於NetWare網路中的協議,但是也非常常用--大部分可以聯機的游戲都支持IPX/SPX協議,比如星際爭霸,反恐精英等等。雖然這些游戲通過TCP/IP協議也能聯機,但顯然還是通過IPX/SPX協議更省事,因為根本不需要任何設置。除此之外,IPX/SPX協議在非區域網絡中的用途似乎並不是很大.如果確定不在區域網中聯機玩游戲,那麼這個協議可有可無。
不同的網路協議工作於不同的網路層次,按照osi/rm開放系統互聯標准模型,網路層次劃分為7層,自下而上依次為:物理層(Physics Layer)、數據鏈路層(Data Link Layer)、網路層(Network Layer)、傳輸層(Transport Layer)、會話層(Session Layer)、表示層(Presentation Layer)、應用層(Application Layer)。
㈧ 計算機網路的分層體系結構
第一層:物理層(PhysicalLayer),規定通信設備的機械的、電氣的、功能的和過程的特性,用以建立、維護和拆除物理鏈路連接。具體地講,機械特性規定了網路連接時所需接插件的規格尺寸、引腳數量和排列情況等;電氣特性規定了在物理連接上傳輸bit流時線路上信號電平的大小、阻抗匹配、傳輸速率距離限制等;功能特性是指對各個信號先分配確切的信號含義,即定義了DTE和DCE之間各個線路的功能;規程特性定義了利用信號線進行bit流傳輸的一組操作規程,是指在物理連接的建立、維護、交換信息是,DTE和DCE雙放在各電路上的動作系列。
在這一層,數據的單位稱為比特(bit)。
屬於物理層定義的典型規范代表包括:EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。
第二層:數據鏈路層(DataLinkLayer):在物理層提供比特流服務的基礎上,建立相鄰結點之間的數據鏈路,通過差錯控制提供數據幀(Frame)在信道上無差錯的傳輸,並進行各電路上的動作系列。
數據鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的作用包括:物理地址定址、數據的成幀、流量控制、數據的檢錯、重發等。
在這一層,數據的單位稱為幀(frame)。
數據鏈路層協議的代表包括:SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。
第三層是網路層(Network layer)
在計算機網路中進行通信的兩個計算機之間可能會經過很多個數據鏈路,也可能還要經過很多通信子網。網路層的任務就是選擇合適的網間路由和交換結點, 確保數據及時傳送。網路層將數據鏈路層提供的幀組成數據包,包中封裝有網路層包頭,其中含有邏輯地址信息- -源站點和目的站點地址的網路地址。
如果你在談論一個IP地址,那麼你是在處理第3層的問題,這是「數據包」問題,而不是第2層的「幀」。IP是第3層問題的一部分,此外還有一些路由協議和地址解析協議(ARP)。有關路由的一切事情都在第3層處理。地址解析和路由是3層的重要目的。網路層還可以實現擁塞控制、網際互連等功能。
在這一層,數據的單位稱為數據包(packet)。
網路層協議的代表包括:IP、IPX、RIP、OSPF等。
第四層是處理信息的傳輸層(Transport layer)。第4層的數據單元也稱作數據包(packets)。但是,當你談論TCP等具體的協議時又有特殊的叫法,TCP的數據單元稱為段(segments)而UDP協議的數據單元稱為「數據報(datagrams)」。這個層負責獲取全部信息,因此,它必須跟蹤數據單元碎片、亂序到達的數據包和其它在傳輸過程中可能發生的危險。第4層為上層提供端到端(最終用戶到最終用戶)的透明的、可靠的數據傳輸服務。所為透明的傳輸是指在通信過程中傳輸層對上層屏蔽了通信傳輸系統的具體細節。
傳輸層協議的代表包括:TCP、UDP、SPX等。
第五層是會話層(Session layer)
這一層也可以稱為會晤層或對話層,在會話層及以上的高層次中,數據傳送的單位不再另外命名,統稱為報文。會話層不參與具體的傳輸,它提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立和維護應用之間通信的機制。如伺服器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。
第六層是表示層(Presentation layer)
這一層主要解決用戶信息的語法表示問題。它將欲交換的數據從適合於某一用戶的抽象語法,轉換為適合於OSI系統內部使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉換數據服務。數據的壓縮和解壓縮, 加密和解密等工作都由表示層負責。
第七層應用層(Application layer),應用層為操作系統或網路應用程序提供訪問網路服務的介面。
應用層協議的代表包括:Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。
㈨ 計算機網路層次結構模型和各層協議的集合叫做計算機網路什麼
我們將以算機網路層次結構模型和各層協議的集合定義為計算機網路體系結構。
㈩ 計算機網路分類按協議分類
計算機網路的種類很多,可按不同的方法對計算機網路進行分類。
1. 按地理范圍分類
2. 按拓樸結構分類
3. 按傳輸介質分類
4. 按交換方式分類
5. 帶寬或速率分類
6. 按通信協議分類
1. 按地理范圍分類 TOP (動畫演示)
通常根據網路的覆蓋和計算機之間互聯的距離將計算機網路分為四類:區域網(Local Area Network,LAN)、廣域網(Wide Area Network,WAN)、城域網(Metropolitan Area Network,MAN)和全球網(Grand Area Network,GAN)。
區域網 是一種在小范圍內實現的計算機網路,一般在一個建築物內,或一個工廠、一個事業單位內部,為單位獨有。區域網距離可在十幾公里以內,信道傳輸速率可達1~20Mbps,結構簡單,布線容易。
廣域網 范圍很廣,可以分布在一個省內、一個國家或幾個國家。廣域網信道傳輸速率較低,一般小於0.1Mbps,結構比較復雜。
城域網 是在一個城市內部組建的計算機信息網路,提供全市的信息服務。目前,我國許多城市正在建設城域網。
2. 按拓樸結構分類 TOP
網路拓撲結構是拋開網路電纜的物理連接來討論網路系統的連接形式,是指網路電纜構成的幾何形狀,它能表示出網路伺服器、工作站的網路配置和互相之間的連接。 網路拓撲結構按形狀可分為五種類型,分別是:星型、環型、匯流排型、樹型及匯流排/星型及網狀拓撲結構。
⑴ 星型拓撲結構
星型布局是以中央結點為中心與各結點連接而組成的,各結點與中央結點通過點與點方式連接,中央結點執行集中式通信控制策略,因此中央結點相當復雜,負擔也重。目前流行的PBX就是星型拓撲結構的典型實例,如圖1.2。
以星型拓撲結構組網,其中任何兩個站點要進行通信都必須經過中央結點控制。中央結點主要功能有:
① 為需要通信的設備建立物理連接
② 為兩台設備通信過程中維持這一通路
③ 在完成通信或不成功時,拆除通道
在文件伺服器/工作站(File Servers/Workstation )區域網模式中,中心點為文件伺服器,存放共享資源。由於這種拓撲結構,中心點與多台工作站相連,為便於集中連線,目前多採用 集線器(HUB) 。
HUB具有信號再生轉發功能,通常有4個、8個、12個、16個、24個埠等規格, 每個埠相對獨立,關於HUB的詳細介紹將在第三節。
星型拓撲結構特點:網路結構簡單,便於管理、集中控制,組網容易;網路延遲時間短,誤碼率低,網路共享能力較差,通信線路利用率不高,中央節點負擔過重,可同時連雙絞線、同軸電纜及光纖等多種媒介。
⑵ 環型拓撲結構 TOP
環形網中各結點通過環路介面連在一條首尾相連的閉合環形通信線路中,環路上任何結點均可以請求發送信息。請求一旦被批准,便可以向環路發送信息。環形網中的數據可以是單向也可是雙問傳輸。由於環線公用,一個結點發出的信息必須穿越環中所有的環路介面,信息流中目的地址與環上某結點地址相符時,信息被該結點的環路介面所接收,而後信息繼續流向下一環路介面,一直流回到發送該信息的環路介面結點為止,如圖:
環形網的特點是:信息在網路中沿固定方向流動,兩個結點間僅有唯一的通路,大大簡化了路徑選擇的控制;某個結點發生故障時,可以自動旁路,可靠性較高;由於信息是串列穿過多個結點環路介面,當結點過多時,影響傳輸效率,使網路響應時間變長。但當網路確定時,其延時固定,實時性強;由於環路封閉故擴充不方便。 環形網也是微機區域網常用拓撲結構之一,適合信息處理系統和工廠自動化系統。1985年IBM公司推出的令牌環形網(IBM Token Ring)是其典範。在FDDI得以應用推廣後,這種結構會進一步得到採用。
⑶ 匯流排拓撲結構 TOP
用一條稱為匯流排的中央主電纜,將相互之間以線性方式連接的工站連接起來的布局方式,稱為匯流排形拓撲,如圖1.4。
在匯流排結構中,所有網上微機都通過相應的硬體介面直接連在匯流排上, 任何一個結點的信息都可以沿著匯流排向兩個方向傳輸擴散,並且能被匯流排中任何一個結點所接收。由於其信息向四周傳播,類似於廣播電台,故匯流排網路也被稱為廣播式網路。
匯流排有一定的負載能力,因此,匯流排長度有一定限制,一條匯流排也只能連接一定數量的結點。
匯流排布局的特點是:結構簡單靈活,非常便於擴充;可靠性高,網路響應速度快;設備量少、價格低、安裝使用方便;共享資源能力強,極便於廣播式工作即一個結點發送所有結點都可接收。
在匯流排兩端連接的器件稱為端結器(末端阻抗匹配器、或終止器)。主要與匯流排進行阻抗匹配,最大限度吸收傳送端部的能量,避免信號反射回匯流排產生不必要的干擾。
匯流排形網路結構是目前使用最廣泛的結構,也是最傳統的一種主流網路結構,適合於信息管理系統、辦公自動化系統領域的應用。
⑷ 樹型拓撲結構 TOP
樹形結構是總結型結構的擴展,它是在匯流排網上加上分支形成的,其傳輸介質可有多條分支,但不形成閉合迴路,樹形網是一種分層網,其結構可以對稱,聯系固定,具有一定容錯能力,一般一個分支和結點的故障不影響另一分支結點的工作,任何一個結點送出的信息都可以傳遍整個傳輸介質,也是廣播式網路。一般樹形網上的鏈路相對具有一定的專用性,無須對原網做任何改動就可以擴充工作站。
表1.1 不同的傳輸介質所適應的拓撲結構的性能比較
⑸ 匯流排/星型拓撲結構 TOP
用一條或多條匯流排把多組設備連接起來,相連的每組設備呈星型分布。採用這種拓撲結構,用戶很容易配置和重新配置網路設備。匯流排採用同軸電纜,星型配置可採用雙絞線,如圖1.5。
⑹ 網狀拓撲結構 TOP
將多個子網或多個區域網連接起來構成網際拓撲結構。在一個子網中,集線器、中繼器將多個設備連接起來,而橋接器、路由器及網關則將子網連接起來。根據組網硬體不同,主要有三種網際拓撲:
網狀網:在一個大的區域內,用無線電通信連路連接一個大型網路時,網狀網是最好的拓撲結構。通過路由器與路由器相連,可讓網路選擇一條最快的路徑傳送數據。
主幹網:通過橋接器與路由器把不同的子網或LAN連接起來形成單個匯流排或環型拓撲結構,這種網通常採用光纖做主幹線。 星狀相連網:利用一些叫做超級集線器的設備將網路連接起來,由於星型結構的特點,網路中任一處的故障都可容易查找並修復。
應該指出,在實際組網中,拓撲結構不一定是單一的,通常是幾種結構的混用。
3. 按傳輸介質分類 TOP
傳輸介質就是通信線路。目前常用同軸電纜、雙絞線、光纖、衛星、微波等有線或無線傳輸介質,相應的網路就分別稱為同軸電纜網、雙絞線網、光纖網、衛星網、無線網等。
4. 按交換方式分類 TOP
按交換方式可分為線路交換網路(Circurt Switching)、報文交換網路(Message Switching)和分組交換網路(Packet Switching)。
線路交換 最早出現在電話系統中,早期的計算機網路就是採用此方式來傳輸數據的,數字信號經過變換成為模擬信號後才能在線路上傳輸。
報文交換 是一種數字化網路。當通信開始時,源機發出的一個報文被存儲在交換器里,交換器根據報文的目的地址選擇合適的路徑發送報文,這種方式稱做存儲-轉發方式。
分組交換 也採用報文傳輸,但它不是以不定長的報文做傳輸的基本單位,而是將一個長的報文劃分為許多定長的報文分組,以分組作為傳輸的基本單位。這不僅大大簡化了對計算機存儲器的管理,而且也加速了信息在網路中的傳播速度。
由於分組交換優於線路交換和報文交換,具有許多優點,因此它已成為計算機網路的主流。
5. 按帶寬或速率分類 TOP
根據帶寬可分為基帶網、寬頻網等;帶寬的單位是Hz(赫茲)。根據傳輸速率可分為低速網、中速網、高速網;傳輸速率的單位是bps,表示每秒傳輸的比特數。
6. 按通信協議分類 TOP
通信協議就是雙方共同遵守的規則或約定。不同的網路採用不同的通信協議,如區域網中的乙太網採用CSMA協議,廣域網中的分組交換網採用X.25協議,Internet網採用TCP/IP 協議。