• 计算机网络基础03计算机网络的结构体系


    1 计算机网络的体系结构简介
    2 为什么采用分层结构
    3 网络分层体系结构的几个基本概念
      3.1 实体
      3.2 协议
      3.3 服务调用关系
      3.4 上下层服务之间的额关系
    4.OSI参考模型
      4.1简介
      4.2 模型结构
      4.3 数据传输
      4.4 那么为什么需要加上头信息呢
    5 物理层
      5.1 物理层的功能
    6 链路层
      6.1 链路层功能
    7 网络层
      7.1 网络层的功能
      7.2 链路层加的物理地址和网络层加的逻辑地址的区别
    8 传输层
      8.1 功能
    9 会话层
    10 表示层
    11 应用层
    12 TCP/IP参考模型
    13 5层参考模型
      13.1 5层模型的数据封装

    1 计算机网络的体系结构简介

      计算机网络的体系结构,它是从功能上来对计算机网络进行一个划分,它是一个分层结构,它是抽象的。

     

    2 为什么采用分层结构

      结构清晰

      模块化便于更新维护

      每层之间是透明的

      利于标准化

     

    3 网络分层体系结构的几个基本概念

    3.1 实体

      表示任何可以发送和接收消息的硬件或者软件进程

     

    3.2 协议

      控制两个对等实体进行通信的规则的集合

     

    3.3 服务调用关系

      任何一层的实体使用下一层的服务(通过接口进行交互),遵循本层协议,实现本层功能,向上层提供服务,所以服务是垂直的

     

    3.4 上下层服务之间的额关系

      下层的协议的实现对上层的服务是透明的

     

    4.OSI参考模型

    4.1简介

      开放系统互联OSI参考模型的提出是为了支持异构网络系统(不同的国家企业有自己的网络结构)的互联互通

      这个模型从实际市场来看,没有那个企业结构是按照OSI模型来实现的。但是,他却是网络通信的最佳学习工具。也就是说它在市场上失败了,在理论上是成功的

     

    4.2 模型结构

    OSI模型供分为7个层次

    每个层次都有自己的协议,两端的对应的层次使用相同的协议,协议是水平的

     

    4.3 数据传输

      主机A传输一份数据,数据在应用层会按照这层的协议对数据进行封装,加上头信息,传到下一层,下一层也一样封装数据,加上头信息,往下传

      转到主机B这边,再一层层解开封装,最后获取到传输的数据

     

    4.4 那么为什么需要加上头信息呢

      (注意,不是所有层都会加上头信息)

      是为了增加控制信息,构造协议数据单元PDU。

      控制信息包括:地址、差错检测编码、协议控制(实现协议功能的附加信息,如优先级、服务质量、安全控制等)等等

     

    5 物理层

      实现最基础的单衣bit的传输

     

    5.1 物理层的功能

    1) 定义接口特性

      机械特性:接口形状、大小等等

      电器特性:电压、电流等等

      功能特性:硬件的功能

      规则特性:一些规则过程

    2)比特编码

      定义怎么来传输bit

    3)数据率

      定义数据的传输率

     

    4)比特同步

      发送的数据,接收端接收

     

    5) 传输模式

      单工:只能从一段发到另一端,单向的

      半双工:同一时间只能从一段发到另一端,但是可以交替发送

      全双工:同一时间两端可以同时发送

     

    6 链路层

      负责物理相连的节点到节点的数据传输

     

     

    6.1 链路层功能

      1)组帧:数据加头加尾组成帧

      2)物理寻址:数据要被传输到哪里(在帧头里面增加发送端/结束端的物理地址标识数据)

      3)流量控制:平衡匹配发送端和接收端之间的速度

      4)差错控制:在数据帧加入差错编码,检测数据是否损坏或者丢失,并避免重复帧

      5)访问(接入)控制:在任一时刻决定哪个设备拥有链路的控制使用权

      

     

    7 网络层

      网络层负责源主机到目的主机数据分组交付

    7.1 网络层的功能

    1)逻辑地址

      数据从源主机到目的主机可能穿过多个网络,所以需要一个全局唯一的网络逻辑地址(这个和上面链路层加的物理寻址不同),确保数据分组被送达到目的主机,如IP地址。

     

    2)路由

      路由器(或网关)分组至最终目标主机的路径选择

    3) 分组转发

     

    7.2 链路层加的物理地址和网络层加的逻辑地址的区别

     

      如图,字母是网络层的唯一逻辑地址,数字是物理地址。

      数据冲S发送到D,首先构建一个网络层的数据单元,在链路层封装,送到下一个网络节点,网络节点取出网络层的数据单元,再进行封装传输......,直到目标主机。我们注意到,物理地址是在变化的,它是上一个节点和下一个节点的物理地址。而逻辑地址是没有变化的,都是S和D的逻辑地址。

     

    8 传输层

     

    8.1 功能

      分段和重组

      SPA寻址

      端到端连接控制

      端到端的流量控制

      差错控制

       如上图:会话层的数据到传输层,传输层对数据进行分段,传到网络层。再一层层传到目的的传输层,重组数据,交割诶会话层。

     

    9 会话层

     

     

    10 表示层

     

     

    11 应用层

     

     

    12 TCP/IP参考模型

     

    13 5层参考模型

      它是现在网络中主要被应用的

     

     13.1 5层模型的数据封装

      交换机只有2层,路由器有3层

      1)应用层的一个报文,传输到传输层

      2)传输层对报文进行分割,加上头,构建成数据单元:段,把段传输给网络层

      3)网络层加上头,构建成数据单元:数据报,把数据报传输给链路层

      4)链路层加头加尾,构建成数据单元:帧,把帧传输给物理层

      5)帧通过物理层传输到节点(交换机/路由器)

      6)交换机从物理层获取数据,还原到链路层的帧,再通过物理层传输

      7)路由器同样从物理层获取到数据,还原到链路层的帧,在链路层去头去尾,还原到网络层数据报,路由转发,再次封装到链路层形成帧,通过物理层传输到目的主机

      8)目的主机从物理层获取数据,一层层解封,最终获取报文数据

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