王道计算机网络mooc笔记第一章(二)(分层,OSI参考模型,TCP/IP模型,五层参考模型)

本文是关于计算机网络的分层模型笔记,涵盖了OSI七层模型和TCP/IP四层模型,介绍了各层的主要功能、协议和服务,如传输层的TCP、UDP,网络层的IP,以及分层的好处和接口概念。

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计算机网络第一章(二)

1. 分层

1. 1 发送文件前要完成的工作:

主机之间可以进行资源共享,当需要发送文件时

  1. 发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活
  2. 要高速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已经做好准备工作
  5. 确保差错和意外可以解决

1. 2 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。

1. 3 基本概念

  1. 实体:第n层中的活动元素则成为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。

    协议有三大要素:

    • 语法:规定传输数据的格式
    • 语义:规定所要完成的功能
    • 同步:规定各种操作的顺序
  3. 接口(访问服务点SAP):上层使用下层服务的入口

  4. 服务:下层对相邻上层提供的功能调用。注意:是单向的,只有下层对上层提供,上层是使用下层的服务总和;是垂直的:是相邻两层之间的。

1. 4 相邻层之间

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,即往下传,作为下一层的服务数据单元。

PCI + SDU = PDU

1. 5 抽象概念总结

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体系结构的各层及其协议的集合。

第n层在向第n+1层提供服务时,此服务不仅包括第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。

计算机网络分层结构包括:7层OSI参考模型(法定标准)和4层TCP/IP参考模型(事实标准),在此基础上,学习5层的体系结构。

2. OSI参考模型

2. 1 简介

注意:

  • 数据链路层不仅加了头部,还加了尾部
  • 物理层不对PDU加任何东西

2. 2 各层功能

  1. 应用层:用户与网络的界面/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)

  2. 表示层:用于处理在两个通信系统(电脑手机等)中交换信息(信息传输)的表现方式(语法和语义)

    功能:数据格式交换;数据加密解密;数据压缩和恢复

  3. 会话层:向表示层实体/用户进程(运行的程序)建立连接并在连接上有序地传输数据,称为会话,也是建立同步(SYN)。

    功能:建立、管理、终止会话;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

  4. 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包。

    功能:可靠传输、不可靠传输;差错控制;流量控制;复用分

    • 复用:多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务
    • 分用:运输层把收到的消息分别交付给上面应用层中相应的进程

    主要协议:TCP、UDP

  5. 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。网络层的传输单位是数据报

    数据报和分组的关系:当数据报过长的时候,就会将其进行分割进行传输。

    功能:路由选择;流量控制;差错控制;拥塞控制

  6. 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帧。

    功能:成帧(定义帧的开始和结束);差错控制(帧错和位错);流量控制;访问/接入控制(控制对信道的访问)

  7. 物理层:主要任务是在物理媒体上实现比特流的透明传输。物理层的传输单位是比特。

    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:定义接口特性;定义传输模式(单工、半双工、双工);定义传输速率;比特同步;比特编码(用什么电压表示1,用什么电压表示0)

3. TCP/IP模型

OSI参考模型与TCP/IP参考模型的相同点:

  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连

OSI参考模型与TCP/IP参考模型的不同点

  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。看中网络层的传输。

  4. * 面向连接分为三个阶段:建立连接;数据传输;释放连接 * 无连接:直接进行数据传输

4. 五层参考模型

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