① 網路七層都有什麼
偷懶一下 引用別人的話!:)
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。
② 28 張圖詳解網路基礎知識:OSI、TCP/IP 參考模型(含動態圖)
目錄
1、網路協議
其實協議在我們生活中也能找到相應的影子。
舉個例子,有 2 個男生准備追求同一個妹子,妹子來自河南,講河南話,還會點普通話;一個男生來自胡建,講閩南語,也會點普通話;另一個男生來自廣東,只講粵語;
協議一致,溝通自如
語言不通,無法溝通
你們猜猜?最後誰牽手成功了?答案肯定是來自胡建的那位,雙方可以通過 普通話 進行溝通,表達內容都能理解。而來自廣東的帥哥只會講粵語,不會普通話,妹子表示聽不懂,就無法進行溝通下了。
每個人的成長環境不同,所講的語言、認知、理解能力也就不同。為了使來自五湖四海的朋友能溝通自如,就需要大家協商,認識某一個語言或規則,彼此能互相理解,這個語言就是普通話。
通過這個例子,大家可以這樣理解:
把普通話比作「協議」、把聊天比作「通信」,把說話的內容比作「數據」。
相信這樣類比,大家就知道,協議是什麼了?
簡單地說,就是程序員指定一些標准,使不同的通信設備能彼此正確理解、正確解析通信的內容。我們都知道計算機世界裡是二進制,要麼 1,要麼 0,那為啥可以表達豐富多彩的內容呢?
也是因為協議,不同欄位,不同組合,可以解析不同意思,這就依然協議,讓協議來正確處理。
例如,我們使用手機連 WiFi 來刷抖音,使用的是 802.11(WLAN)協議,通過這個協議接入網路。如果你所連的 WIFI 是不需要手動設置 IP 地址,是通過自動獲取的,就使用到了 DHCP 協議,這樣你的手機算上接入了 區域網, 如果你區域網內有台 NAS 伺服器,存放了某些不可描述的視頻資源,你就可以訪問觀看了,但這時你可能無法訪問互聯網資源,例如,你還想刷會抖音,看看妹子扭一扭,結果出現如下畫面:
出現這種畫面,說明無法使用 互聯網, 可能是無線路由器沒有設置好相關協議,比如: NAT、PPPoE 協議(上網賬號或密碼設置錯誤了),只有設置正確了,就可以通過運營商(ISP)提供的線路把區域網接入到互聯網中,實現手機可以訪問互聯網上的資源(伺服器)。玩微信撩妹子、刷抖音看妹子。
網路協議示意圖
延伸閱讀
1、區域網:最顯著的特點就是范圍有限,行政可控的區域可以是一所高校、一個餐廳、一個園區、一棟辦公樓或一個家庭的私有網路。
2、城域網:原本是介意區域網和廣域網之間,實際工作中很少再刻意去區分城域網和廣域網了,所以這邊不再介紹。
3、廣域網:簡單說就是負責把多個區域網連接起來,它的傳輸距離長距離傳輸,廣域網的搭建一般是由運營商來。
4、互聯網:把全世界上提供資源共享的 IT 設備所在網路連接起來,接入了互聯網就可以隨時隨地訪問這些資源了。
5、物聯網:把所有具有聯網功能的物體都接入互聯網就形成了物聯網。如空調聯網,就可以遠程式控制制空調; 汽車 聯網,就可以遠程獲取行程數據。
總結一下吧!我們可以把電腦、手機等 IT 設備比喻做來自五湖四海的人們,大家都通過多種語言(網路協議)實現溝通(通信)。所有人要一起交流,就用普通話,大家都能理解。所有胡建人在一起,就用閩南語進行溝通,彼此也能理解。這么的方言,就好比計算機網路世界裡也有這么多協議,只是不同協議用在不同地方。
好奇的同學,可能就會問,那網路協議是由誰來規定呢?這就需要提到一個組織,ISO。這個組織制定了一個國際標准 ,叫做 OSI 參考模型,如下,很多廠商都會參考這個制定網路協議。
OSI 參考模型圖
2、OSI 參考模型
既然是模型,就好比模範一樣,大家都要向它學習,以它為原型,展開學習研究。前面我們也提到了一些協議,這么多協議如果不進行歸納,分層,大家學習起來是不是感覺很凌亂?
所以 OSI 參考模型就是將這樣復雜的協議整理並進行分層,分為易於理解的 7 層,並定義每一層的 服務 內容,協議的具體內容是 規則 。上下層之間通過 介面 進行交互,同一層之間通過 協議 進行交互。相信很多網路工程師在今後工作中遇到問題,討論協議問題還會用到這個模型展開討論。所以說,對於計算機網路初學者來說,學習了解 OSI 參考模型就是通往成功的第一步。
OSI 參考模型分層功能
7.應用層
為應用程序提供服務並規定應用程序中通信相關的細節,OSI 的最高層。包括文件傳輸、Email、遠程登錄等協議。程序員接觸這一層比較多。
應用層示例圖
6.表示層
主要負責數據格式的轉換,為上下層能夠處理的格式。如編碼、加密、解密等。
表示層示例圖
5.會話層
即負責建立、管理和終止通信連接(數據流動的邏輯通路),數據分片、重組等傳輸的管理。
會話層示例圖
4.傳輸層
保證可靠傳輸,不需要再路由器上處理,只需再通信雙方節點上進行處理,如處理差錯控制和流量控制。
傳輸層示例圖
3.網路層
主要負責定址和路由選擇,將數據包傳輸到目的地。
網路層示例圖
2.數據鏈路層
負責物理層面上互連、節點之間的通信傳輸,將0 、 1 序列比特流劃分為具有意義的數據幀傳輸給對端。這一層有點類似網路層,網路層也是基於目的地址來傳輸,不同是:網路層是將數據包負責在整個網路轉發,而數據鏈路層僅是在網段內轉發,所以大家抓包會發現,源目 MAC 地址每經過一個二層網段,都會變化。
數據鏈路層示例圖
1.物理層
負責 0、1 比特流(0、1 序列)與電壓高低電平、光的閃滅之間的互相轉換,為數據鏈路層提供物理連接。
物理層示例圖
OSI 為啥最後沒有得到運用呢?其實最主要的原因,是 OSI 模型出現的比 tcp/ip 出現的時間晚,在 OSI 開始使用前,TCP/IP 已經被廣泛的應用了。如果要換成 OSI 模型也不太現實。其次是 OSI 是專家們討論,最後形成的,由於沒有實踐,導致該協議實現起來很復雜,很多廠商不願意用 OSI,與此相比,TCP/IP 協議比較簡單,實現起來也比較容易,它是從公司中產生的,更符合市場的要求。綜合各種因素,最終 OSI 沒有被廣泛的應用。
下面我們來看看 TCP/IP 與 OSI 分層之間的對應關系及相應的協議:
4.應用層
從上圖,可以知道 TCP/IP 四層模型,把應用層、表示層、會話層集成再一起了,該層的協議有:HTTP 、 POP3 、 TELNET 、 SSH 、 FTP 、 SNMP 等。
目前,大部分基於 TCP/IP 的應用都是 客戶端/服務端 架構。一般我們把提供資源服務的那一側叫服務端, 發起訪問服務資源的這一側叫客戶端。
應用層
3.傳輸層
主要職責就是負責兩端節點間的應用程序互相通信,每個節點上可能有很多應用程序,例如,登錄了微信,又打開了網頁,又打開迅雷看看,那數據到達後怎麼正確傳送到相應的應用程序呢?那就需要 埠號 來正確識別了。傳輸層中最為常見的兩個協議分別是傳輸控制協議 TCP (Transmission Control Protocol)和用戶數據報協議 UDP (User Datagram Protocol)
面向連接 顧名思義,就是建立連接,什麼時候建立連接呢?就是在通信之前需要先建立一條邏輯的通信鏈路。就跟我們平時打電話一樣,得先撥通,通了之後即鏈路建立好了,這條鏈路只有你和對方可以在這條鏈路傳播說話內容。掛電話後,這條鏈路也就斷開了。
面向無連接 無連接,即通信之前不需要建立連接,直接發送即可。跟我們以前寫信很像,不需要管對方在不在?直接寫信寄過去就可以了。
面向連接傳輸
面向無連 接傳輸
2.網路層
主要職責就是將數據包從源地址發送到目的地址。
在網路傳輸中,每個節點會根據數據的 IP 地址信息,來判斷該數據包應該由哪個介面(網卡)發送出去。各個地址會參考一個發出介面列表, MAC 定址中所參考的這張表叫做 MAC 地址轉發表 ,而 IP 定址中所參考的叫做 路由表 。MAC 地址轉發表根據自學自動生成。路由控製表則根據路由協議自動生成。MAC 地址轉發表中所記錄的是實際的 MAC 地址本身,而路由表中記錄的 IP 地址則是集中了之後的網路號(即網路號與子網掩碼)。
1.網路介面層
在 TCP/IP 把物理層和數據鏈路層集成為 網路介面層 。主要任務是將上層的數據封裝成幀發送到網路上,數據幀通過網路到達對端,對端收到後對數據幀解封,並檢查幀中包含的 MAC 地址。如果該地址就是本機的 MAC 地址或者是廣播地址,則上傳到網路層,否則丟棄該幀。
封裝與解封裝
所謂的封裝,其實就跟你寄快遞的時候,給物品加上紙盒包裝起來或者快件到站點,快遞員貼一層標簽的過程。在網路上,就是上層的數據往下送的時候,下層會添加頭部,不過,只有在二層,不僅會加上頭部,還會在上層數據尾部添加 FCS。
封裝
所謂解封裝,就如同你收到快件一樣,一層一層地拆外包裝,直到看到快件。網路也是,一層一層地拆掉頭部,往上層傳送,直到看到數據內容。
解封裝
我們把應用層的數據封裝傳輸層頭部後的報文,稱為 段 ;
把段封裝網路層頭部後的報文,稱為 包 ;
把包封裝乙太網頭部和幀尾,稱為 幀 。
③ 計算機網路的結構有那些
網路的拓撲結構是拋開網路物理連接來討論網路系統的連接形式,網路中各站點相互連接的方法和形式稱為網路拓撲。拓撲圖給出網路伺服器、工作站的網路配置和相互間的連接,它的結構主要有星型結構、匯流排結構、樹型結構、網狀結構、蜂窩狀結構、分布式結構等。
星型結構
星型結構是指各工作站以星型方式連接成網。網路有中央節點,其他節點(工作站、伺服器)都與中央節點直接相連,這種結構以中央節點為中心,因此又稱為集中式網路。它具有如下特點:結構簡單,便於管理;控制簡單,便於建網;網路延遲時間較小,傳輸誤差較低。但缺點也是明顯的:成本高、可靠性較低、資源共享能力也較差。
環型結構
環型結構由網路中若干節點通過點到點的鏈路首尾相連形成一個閉合的環,這種結構使公共傳輸電纜組成環型連接,數據在環路中沿著一個方向在各個節點間傳輸,信息從一個節點傳到另一個節點。
環型結構具有如下特點:信息流在網中是沿著固定方向流動的,兩個節點僅有一條道路,故簡化了路徑選擇的控制;環路上各節點都是自舉控制,故控制軟體簡單;由於信息源在環路中是串列地穿過各個節點,當環中節點過多時,勢必影響信息傳輸速率,使網路的響應時間延長;環路是封閉的,不便於擴充;可靠性低,一個節點故障,將會造成全網癱瘓;維護難,對分支節點故障定位較難。
匯流排型結構
匯流排結構是指各工作站和伺服器均掛在一條匯流排上,各工作站地位平等,無中心節點控制,公用匯流排上的信息多以基帶形式串列傳遞,其傳遞方向總是從發送信息的節點開始向兩端擴散,如同廣播電台發射的信息一樣,因此又稱廣播式計算機網路。各節點在接受信息時都進行地址檢查,看是否與自己的工作站地址相符,相符則接收網上的信息。
匯流排型結構的網路特點如下:結構簡單,可擴充性好。當需要增加節點時,只需要在匯流排上增加一個分支介面便可與分支節點相連,當匯流排負載不允許時還可以擴充匯流排;使用的電纜少,且安裝容易;使用的設備相對簡單,可靠性高;維護難,分支節點故障查找難。
分布式結構
分布式結構的網路是將分布在不同地點的計算機通過線路互連起來的一種網路形式,分布式結構的網路具有如下特點:由於採用分散控制,即使整個網路中的某個局部出現故障,也不會影響全網的操作,因而具有很高的可靠性;網中的路徑選擇最短路徑演算法,故網上延遲時間少,傳輸速率高,但控制復雜;各個節點間均可以直接建立數據鏈路,信息流程最短;便於全網范圍內的資源共享。缺點為連接線路用電纜長,造價高;網路管理軟體復雜;報文分組交換、路徑選擇、流向控制復雜;在一般區域網中不採用這種結構。
樹型結構
樹型結構是分級的集中控制式網路,與星型相比,它的通信線路總長度短,成本較低,節點易於擴充,尋找路徑比較方便,但除了葉節點及其相連的線路外,任一節點或其相連的線路故障都會使系統受到影響。
網狀拓撲結構
在網狀拓撲結構中,網路的每台設備之間均有點到點的鏈路連接,這種連接不經濟,只有每個站點都要頻繁發送信息時才使用這種方法。它的安裝也復雜,但系統可靠性高,容錯能力強。有時也稱為分布式結構。
蜂窩拓撲結構
蜂窩拓撲結構是無線區域網中常用的結構。它以無線傳輸介質(微波、衛星、紅外等)點到點和多點傳輸為特徵,是一種無線網,適用於城市網、校園網、企業網。
在計算機網路中還有其他類型的拓撲結構,如匯流排型與星型混合。匯流排型與環型混合連接的網路。在區域網中,使用最多的是匯流排型和星型結構。
④ 區域網拓撲結構與分類
★按地理位置分類
按地理位置分類,可以將計算機網路分為區域網、廣域網和城域網。
1、區域網(Local Area Network,簡稱LAN)
區域網一般在幾十米到幾公里范圍內,一個區域網可以容納幾台至幾千台計算機。按區域網現在的特性看,區域網具有如下特性。
(1)區域網分布於比較小的地理范圍內。因為採用了不同傳輸能力的傳輸媒介,因此區域網的傳輸距離也不同。
(2)區域網往往用於某一群體。比如一個公司、一個單位、某一幢樓、某一學校等。
2、廣域網(Wide Area Network,簡稱WAN)
廣域網是將分布在各地的區域網絡連接起來的網路,是「網間網」(網路之間的網路)。廣域網的范圍非常大,可以跨越國界、洲界,甚至全球范圍。廣域網是網路的公共部分,在我國廣域網一般為電信部門所有。我們採用ISDN、ADSL接入互聯網,實際上就是接入廣域網。
3、城域網(Metropolis Area Network,簡稱MAN)
城域網是規模局限在一座城市的范圍內的區域性網路。城域網的速度比廣域網快,符合寬頻趨勢,因此現在發展很快。與區域網相比,城域網具有分布地理范圍廣的特點,一般來說,城域網的覆蓋范圍介於10~100公里之間。
★按網路拓撲結構分類
網路的拓撲(Topology)結構是指網路中通信線路和站點(計算機或設備)的相互連接的幾何形式。按照拓撲結構的不同,可以將網路分為星型局察網路、環型網路、匯流排型網路三種基本類型。在這三種類型的網路結構基礎上,可以組合出樹型網、簇星型網、網狀網等其他類型拓撲結構的網路。
1、星型網路結構
在星型網路結構中各個計算機使用各自的線纜連接到網路中,因此如果一個站點出了問題,不會影響整個網路的運行。星型網路結構是現在最常用的網路拓撲結構,如圖1所示。
2、環型網路結構
環型網路結構的各站點通過通信介質連成一個封閉的環形。環形網路容易安裝和監控,但容量有限,網路建成後,難以增加新的站點。因此,現在組建桐御茄區域網已經基本上不使用環型網路結構了。
3、匯流排型網路結構
在匯流排型網路結構中所有的站點共享一條數據通道。匯流排型網路安裝簡單方便,需要鋪設的電纜最短,成本低,某個站點的故障一般不會影響整個網路,但介質的故障會導致網路癱瘓。匯流排網安全性低,監控比較困難,增加新站點也不如星型網容易。所以,匯流排型網路結構現在基本上已經被淘汰了。
★按傳輸介質分類
按照網路的傳輸介質分類,可以將計算機網路分為有線網路和無線網路兩種。區域網通常採用單一的傳輸介質,而城域網和廣域網採用多種傳輸介質。
1、有線網路
有線網指採用同軸電纜、雙絞線、光纖等有線介質連接計算機的網路。採用雙絞線連網是目前最常見的連網方式。它價格便宜,安裝方便,但易受干擾,傳輸率較低,傳輸距離比同軸電纜要短。光纖網採用光導纖維作為傳輸介質,傳輸距離長,傳輸率高,抗干擾性強,現在正在迅速發展。
2、無線網路
無線網路採用微波、紅外線、無線電等電磁波作為傳輸介質,由於無線網路的連網方式靈活方便,因此是一種很有前途的組網方式。目前,不少大學和公司已經在使用無線網路了。
★按服務對象分類
按照網路服務的對象分類,可以將網路分為企業網、校園網等類型。
1、企業網
企業網顧名思義,就是為某個企業服務的計算機網路。圖1就是一個企業網的網路結構示意圖。企業網可以包括區域網,也可以包括一部分廣域網。而對於一個小企業,由於在外地沒有分支機構,組建一個區域網也就可以滿足需要了。
2、校園網
校園網是為大學、中學、小學服務的網路。隨著「校校通」工程的啟動,出現了越來越多的校園網,現在全國已經有5000多所中小學有了校園網。圖2是典型的校園網網路結構示意圖。
現在,你對網路的分類有所了解了吧?至此我們又在網管的道路前進了一步!不過拆老,做一個校園網網管員並不容易,還有許多內容要學習呢!
⑤ 常見網路拓撲結構有哪些各有什麼特點
計算機網路的拓撲結構主要有:匯流排型拓撲、星型拓撲、環型拓撲、樹型拓撲和混合型拓撲。
1、網狀拓撲結構
優點:任意兩個設備間有自己專用的通信通道,不會產生網路沖突,當某個設備發生故障時,不會影響網路中其他設備的通信。
缺點:硬體實現比較困難,需要的電纜多,n個結點的網路至少需要n(n-1)/2條連接電纜,安裝成本高,向網路中添加或刪除結點都非常困難。
2、星形拓撲結構
優點:硬體安裝比較簡單成本,向網路中添加或刪除結點簡便。
缺點:如果中心結點發生故障,整個網路通信將完全癱瘓;另外,由於網路各設備間不能直接通信,需要通過中心結點轉發,因此通信時會帶來一定的時間延遲。
3、匯流排型拓撲結構
優點:安裝簡單,所需要電纜數比星型網路少,可以較方便地在網路中添加或刪除結點。
缺點:如果主幹電纜發生故障,那麼整個網路將癱瘓,並且很難確定出現故障的位置。
4、環形拓撲結構
優點是:環狀網路的硬體安裝相對簡單,發生故障時比較容易確定故障位置。
缺點是:環中任意一個節點發生故障都會導致整個網路癱瘓;雖然比較容易實現在網路添加和刪除結點,但添加或刪除結點時整個網路不能工作。
5、蜂窩拓撲結構
蜂窩拓撲結構是無線區域網中常用的結構.它以無線傳輸介質(微波、衛星、紅外等)點到點和多點傳輸為特徵,是一種無線網,適用於城市網、校園網、企業網。