计算机网络体系结构

计算机网络体系结构定义

计算机网络体系结构是网络协议的层次划分与各层协议的集合,同一层中的协议根据该层所要实现的功能来确定。 各对等层之间的协议功能由相应的底层提供服务完成。

OSI的七层协议

  1. 物理层:主要定义物理设备标准,如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流(就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后在转化为1、0,也就是我们常说的数模转换与模数转换),这一层的数据叫做比特。
  2. 数据链路层:定义了如何让格式化数据以进行传输,以及如何让控制对物理介质的访问,这一层通常还提供错误检测和纠正,以确保数据的可靠传输。
  3. 网络层:在位于不同地理位置的网络中的两个主机系统之间提供连接和路径选择,Internet的发展使得从世界各站点访问信息的用户数大大增加,而网络层正是管理这种连接的层。
  4. 传输层:定义了一些传输数据的协议和端口号(WWW端口80等),如:TCP(传输控制协议,传输效率低,可靠性强,用于传输可靠性要求高,数据量大的数据),UDP(用户数据报协议,与TCP特性恰恰相反,用于传输可靠性要求不高,数据量小的数据,如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的), 主要是将从下层接收的数据进行分段和传输,到达目的地址后再进行重组,常常把这一层数据叫做段。
  5. 会话层:通过传输层(端口号:传输端口与接收端口)建立数据传输的通路,主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求(设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名)。
  6. 表示层:可确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。例如,PC程序与另一台计算机进行通信,其中一台计算机使用扩展二一十进制交换码(EBCDIC),而另一台则使用美国信息交换标准码(ASCII)来表示相同的字符。如有必要,表示层会通过使用一种通格式来实现多种数据格式之间的转换。
  7. 应用层: 是最靠近用户的OSI层,这一层为用户的应用程序(例如电子邮件、文件传输和终端仿真)提供网络服务。

TCP/IP的四层协议

  • 网络接口层:对应着OSI的物理层和数据链路层,负责通过网络发送和接收IP数据报。
  • 网际层:也称互联层、网间网层,主要功能是处理来自传输层的分组,将分组形成数据包(IP数据包),并为该数据包进行路径选择,最终将数据包从源主机发送到目的主机。常用的协议是网际协议IP协议。
  • 运输层:又称为主机至主机层,与OSI传输层类似,负责主机到主机之间的端到端通信,使用传输控制协议TCP协议和用户数据包协议UDP协议。
  • 应用层:与OSI模型中的高三层任务相同,用于提供网络服务。

五层协议

  1. 物理层:考虑的是怎样在传输媒体上传输数据比特流,而不是指具体的传输媒体。物理层的作用是尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异,使数据链路层感觉不到这些差异。
  2. 数据链路层:网络层针对的还是主机之间的数据传输服务,而主机之间可以有很多链路,链路层协议就是为相邻结点之间提供服务。数据链路层把网络层传来的分组封装成帧。
  3. 网络层:为主机之间提供数据传输服务,而像运输层协议那样是为主机中的进程提供服务。网络层把运输层传递下来的报文段或者用户数据报封装成分组。
  4. 运输层:提供的是进程间的通用数据传输服务。由于应用层协议很多,定义通用的运输层协议就可以支持不断增多的应用层协议。运输层包括两种协议:传输控制协议 TCP,提供面向连接、可靠的数据传输服务,数据单位为报文段;用户数据报协议 UDP,提供无连接、尽最大努力的数据传输服务,数据单位为用户数据报。TCP 主要提供完整性服务,UDP 主要提供及时性服务。
  5. 应用层:为特定应用程序提供数据传输服务,例如 HTTP、DNS 等。数据单位为报文。

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