计算机网络——计网体系结构(下)

发布于 2021-05-06  0 次阅读


分层结构、协议、接口、服务

为什么要分层

发送文件前要完成的工作:

  1. 发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活。
  2. 要告诉网络如何识别目的主机。
  3. 发起通信的计算机要查明目的主机是否开机,并且与网络连接正常。
  4. 发起通信的计算机要弄清楚,对方计算机中文件管理程序是否己经做好准各工作。
  5. 确保差错和意外可以解决。

怎么分层

分层的基本原则

  1. 各层之间相互独立,每层只实现一种相对独立的功能。
  2. 每层之间界面自然清晰,易于理解,相互交流尽可能少。
  3. 结构上可分割开。每层都采用最合适的技术来实现。
  4. 保持下层对上层的独立性,上层单向使用下层提供的服务
  5. 整个分层结构应该能促进标准化工作。

正式认识分层结构

  1. 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。
  2. 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。【水平】
    语法:规定传输数据的格式
    语义:规定所要完成的功能
    同步:规定各种燥作的顺序
  3. 接囗(访问服务点 SAP):上层使用下层服务的入口。
  4. 服务:下层为相邻上层提供的功能调用。【垂直】
    SDU 服务数据单元:为完成用户所要求的功能而应传送的数据。
    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位。

概念总结

网络体系结构是从功能上描述计算机网络结构。

计算机网络体系结构简称网络体系结构是分层结构

每层遵循某个/些网络协议以完成本层功能。

计算机网络体系结构是计算机网络的各层及其协议的集合。

n 层在向 n+1 层提供服务时,此服务不仅包含第 n 层本身的功能,还包含由下层服务提供的功能。

仅仅在相邻层间有接口,且所提供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,而实现是指能运行的一些软件和硬件。

OSI参考模型

ISO/OSI 参考模型——怎么来的?

目的:支持异构网络系统的互联互通

国际标准化组织(ISO)于1984年提出开放系统互连(Open System Interconnect, OSI)参考模型。

ISO/OSI参考模型

  1. 物理层(Physical Layer)
  2. 数据链路层(Data Link Layer)
  3. 网络层(Network Layer)
  4. 传输层(Transport Layer)
  5. 会话层(Session Layer)
  6. 表示层(Presentation Layer)
  7. 应用层(Application layer)

其中1, 2, 3, 4 层为通信子网(communication subnet,负责数据通信),4, 5, 6, 7 层为资源子网(Resources Subnet,负责数据处理)

ISO/OSI参考模型解释通信过程

应用层

所有能和用户交互产生网络流量的程序

典型应用层服务: 文件传输(FTP) 、电子邮件(SMTP) 、万维网(HTTP)

表示层

用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。

功能一:数据格式变换 (语法和语义)

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

会话层

向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序传输数据。这是会话,也是建立同步(SYN)

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/同步点继续恢复通信,实现数据同步。

主要协议: ADSP、ASP 适用于传输大文件

传输层

负责主机中两个进程的通信,即端到端的通信。传输单位是报文段或用户数据报。

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

网络层

主要任务是把分组从源端传到目的端,为分组交换网上的不同主机提供通信服务。 网络层传输单位是数据报

功能一:路由选择

功能二:流量控制

功能三:差错控制

功能四:拥塞控制

若所有结点都来不及接受分组,而要丢弃大量分组的话,网络就处于拥塞状态。因此要采取一定措施,缓解这种拥塞。

主要协议:IP、IPX、ICMP、 IGMP、ARP、RARP、OSPF

数据链路层

主要任务是把网络层传下来的数据报组装成帧

数据链路层/链路层的传输单位是

功能一:成帧(定义帧的开始和结束)

功能二:差错控制 帧错+位错

功能三:流量控制

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

物理层

主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输

物理层传输单位是比特

透明传输:指不管所传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

TCP/IP模型 & 5层参考模型

OSI参考模型与TCP/IP参考模型

OSI参考模型与TCP/IP参考模型相同点

  1. 都分层
  2. 基于独立的协议栈的概念
  3. 可以实现异构网络互联

OSI参考模型与TCP/IP参考模型不同点

面向连接分为三个阶段,第一是建立连接,在此阶段,发出一个建立连接的请求。只有在连接成功建立之后,才能开始数据传输,这是第二阶段。接着,当数据传输完毕,必须释放连接。

无连接没有这么多阶段,它直接进行数据传输。

ISO/OSI参考模型 TCP/IP模型
网络层 无连接+面向连接 无连接
传输层 面向连接 无连接+面向连接
  1. OSI 定义三点:服务、协议、接口
  2. OSI 先出现,参考模型先于协议发明,不偏向特定协议
  3. TCP/IP 设计之初就考虑到异构网互联问题,将 IP 作为重要层次

5层参考模型

  1. 应用层:支持各种网络应用 FTP、SMTP、HTTP
  2. 传输层:进程-进程的数据传输 TCP、UDP
  3. 网络层:源主机到目的主机的数据分组路由与转发 IP、ICMP、OSPF等
  4. 数据链路层:把网络层传下来的数据报组装成帧 Ethernet、PPP
  5. 物理层:比特传输

5层参考模型的数据封装与解封装

习题

  1. 将用户数据分成一个个数据块运输的优点不包括()

    A. 减少延迟时间
    B. 提高错误控制效率
    C. 使多个应用更公平地使用共享通信介质
    D. 有效数据在协议数据单元(PDU)中所占比例更大

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  2. OSI 参考模型中的数据链路层不具有( )功能

    A. 物理寻址
    B. 流量控制
    C. 差错校验
    D. 拥塞控制

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  3. 在 ISO/OSI 参考模型中,可同时提供无连接服务和面向连接服务的是( )

    A. 物理层
    B. 数据链路层
    C. 网络层
    D. 传输层

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  4. 在 OSI 参考模型中,当两台计算机进行文件传输时,为防止中间出现网络故障而重传整个文件的情况,可以通过在文件中插入同步点解决,这个动作发生在( )

    A. 表示层
    B. 会话层
    C. 网络层
    D. 应用层

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  5. 在 TCP/IP 模型中,( )处理关于可靠性、流量控制和错误校正等问题。

    A. 网络接口层
    B. 网际层
    C. 传输层
    D. 应用层

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大变に气分がいい