A. 计算机网络之五层协议
一:概述
计算机网络将众多计算机互连在一起,而互联网则将众多网络互连在一起,形成网络的网络。因特网是世界上最大的互联网。作为通用名词,internet(互联网或互连网)指的是由多个计算机网络互连而成的网络。这些网络之间的通信协议可以是任意的。而作为专有名词,Internet(因特网)特指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络,它采用TCP/IP协议族作为通信规则,其前身是美国的ARPANET。
因特网现在采用存储转发的分组交换技术,以及三层因特网服务提供者(ISP)结构。因特网按工作方式可以划分为边缘部分和核心部分,主机在网络的边缘部分,作用是进行信息处理。路由器是在网络的核心部分,作用是按存储转发方式进行分组交换。
计算机通信是计算机的进程(运行着的程序)之间的通信,计算机网络采用通信方式:客户-服务器方式和对等连接方式(P2P方式)。按作用范围不同,计算机网络分为:广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN和个人区域网PAN。五层协议的体系结构由:应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层组成。
二:物理层
物理层的主要任务是描述与传输媒体接口有关的一些特性。机械特性涉及接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等,这些都有严格的标准化规定。电气特性指接口电缆上的各条线上出现的电压范围。功能特性指某条线上出现的某一电平的点电压表示何种意义。过程特性指明对不同功能的各种可能事件的出现顺序。
通信的目的是传送消息,数据是运送消息的实体,信号是数据的电气或电磁的表现。根据信号中代表参数的取值方式不同,信号分为模拟信号(连续无限)和数字信号(离散有限)。代表数字信号不同的离散数值的基本波形称为码元。通信的双方信息交互的方式来看,有三中基本方式:单向通信(广播)、双向交替通信(半双工对讲机)和双向同时通信(全双工电话)。
调制是来自信源的信号常称为基带信号。其包含较多低频成分,较多信道不能传输低频分量或直流分量,需要对其进行调制。调制分为基带调制(仅对波形转换,又称编码,D2D)和带通调制(基带信号频率范围搬移到较高频段,载波调制,D2M)。编码方式有不归零制(正电平1/负0)、归零制度(正脉冲1/负0)、曼彻斯特编码(位周期中心的向上跳变为0/下1)和差分曼彻斯特编码(每一位中心处有跳变,开始辨解有跳变为0,无跳变1)。带通调制方法有调幅(AM):(0, f1)、调频(FM):(f1, f2)和调相(PM):(0 , 180度)。
三:数据链路层
数据链路层使用的信道有两种类型:点对点(PPP)信道和广播信道。数据链路层协议有许多,三个基本问题是共同的:封装成帧、透明传输、差错检测。局域网的数据链路层拆成两个子层,即逻辑链路层(LLC)子层和媒体接入控制(MAC)子层。适配器的作用是计算机与外界局域网的连接是通过通信适配器,适配器本来是主机箱内插入的一块网络接口板,又称网络接口卡,简称网卡。
以太网采用无连接的工作方式,对发送的数据帧不进行编号,也不要求对方发回确认,目的站收到差错帧就丢掉。以太网采用的协议是具有冲突检测的载波监听多点接入(CSMA/CD)协议。协议的要点是:发送前先监听,边发送边监听,一旦发现总线出现了碰撞,就立即停止发送。
四:网络层
TCP/IP体系中的网络层向上只提供简单灵活的、无连接,尽最大努力交付的数据报服务。网络层不提供服务质量的承诺,不保证分组交付的时限,进程之间的通信的可靠性由运输层负责。
五:运输层
网络层为主机之间提供逻辑通信,运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。运输层有两个协议TCP和UDP。运输层用一个16位端口号来标志一个端口。
六:应用层
文件传送协议FTP使用TCP可靠传输服务。FTP使用客户服务器方式,一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。在进行文件传输时,FTP的客户和服务器之间要建立两个并行的TCP连接,控制连接和数据连接,实际用于传输文件的是数据连接。
万维网WWW是一个大规模、联机式的信息储藏所,可以方便从因特网上一个站点链接到另一个站点。万维网使用统一资源定位符URL来标志万维网上的各种文档,并使每一个文档在整个因特网的范围内具有唯一的标识符URL。
B. 计算机网络的五层协议分别是什么
五层参考模型的各层功能如下:
第一层物理层
功能:传输信息的介质规格、将数据以实体呈现并传输的规格、接头规格,
1、该层包括物理连网媒介,如电缆连线、连接器、网卡等。
2、物理层的协议产生并检测电压以便发送和接收携带数据的信号。
3、尽管物理层不提供纠错服务,但它能够设定数据传输速率并监测数例:在你的桌面P C 上插入网络接口卡,你就建立了计算机连网的基础。
第二层数据链路层
功能:同步、查错、制定MAC方法
1、它的主要功能是将从网络层接收到的数据分割成特定的可被物理层传输的帧。
2、帧(Frame)是用来移动数据的结构包,它不仅包括原始(未加工)数据,或称“有效荷载”,还包括发送方和接收方的网络地址以及纠错和控制信息。其中的地址确定了帧将发送到何处,而纠错和控制信息则确保帧无差错到达。
3、通常,发送方的数据链路层将等待来自接收方对数据已正确接收的应答信号。
4、数据链路层控制信息流量,以允许网络接口卡正确处理数据。
5、数据链路层的功能独立于网络和它的节点所采用的物理层类型。
第三层网络层
功能:寻址、选择传送路径
1、网络层通过综合考虑发送优先权、网络拥塞程度、服务质量以及可选路由的花费来决定从一个网络中节点A 到另一个网络中节点B 的最佳路径。
2、在网络中,“路由”是基于编址方案、使用模式以及可达性来指引数据的发送。
3、网络层协议还能补偿数据发送、传输以及接收的设备能力的不平衡性。为完成这一任务,网络层对数据包进行分段和重组。
4、分段和重组 是指当数据从一个能处理较大数据单元的网络段传送到仅能处理较小数据单元的网络段时,网络层减小数据单元的大小的过程。重组是重构被分段的数据单元。
第四层传输层
功能:编定序号、控制数据流量、查错与错误处理,确保数据可靠、顺序、无错地从A点到传输到B 点
1、因为如果没有传输层,数据将不能被接受方验证或解释,所以,传输层常被认为是O S I 模型中最重要的一层。
2、传输协议同时进行流量控制或是基于接收方可接收数据的快慢程度规定适当的发送速率。
3、传输层按照网络能处理的最大尺寸将较长的数据包进行强制分割并编号。
4、在网络中,传输层发送一个A C K (应答)信号以通知发送方数据已被正确接收。如果数据有错或者数据在一给定时间段未被应答,传输层将请求发送方重新发送数据。
第五层会话层
功能:负责在网络中的两节点之间建立和维持通信。
1、会话层的功能包括:建立通信链接,保持会话过程通信链接的畅通,同步两个节点之间的对话,决定通信是否被中断以及通信中断时决定从何处重新发送。
2、会话层通过决定节点通信的优先级和通信时间的长短来设置通信期限。
(2)计算机网络协议实体扩展阅读:
数据由传送端的最上层(通常是指应用程序)产生,由上层往下层传送。每经过一层,都会在前端增加一些该层专用的信息,这些信息称为“报头”,然后才传给下一层,我们不妨将“加上报头”想象为“套上一层信封”。
因此到了最底层时,原本的数据已经套上了7层信封。而后通过网络线、电话线、光缆等媒介,传送到接收端。接收端收到数据后,会从最底层向上层传送,每经过一层就拆掉一层信封,直到了最上层,数据便恢复成当初从传送端最上层产生时的原貌。
用于记忆层(应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层)正确顺序的普通方法是无数网络通过传输语音信号来表示它的应用之一。