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数据DATA应用层(DATA+报文头AH,用L7表示)表示层(L7+控制信息PH)会话层(L6+控制信息SH)八」_网络层(L4+控制信息NH)
宀DT+L3+空制信息DH)
1.物理层(PhysicalLayer)
直接与物理信道直接相连,起到数据链路层和传输媒体之间的逻辑接口作用。
一
功能:
提供建立、维护和释放物理连接的方法,实现在物理信道上进行比特流的传输。
传送的基本单位:
比特(bit)
物理层的内容:
通信接口与传输媒体的物理特性
物理层协议主要规定了计算机或终端DTE与通信设备DCE之间的接口标准,包括接口的机械特性、电气特性、功能特性、规程特性一
2)物理层的数据交换单元为二进制比特:
对数据链路层的数据进行调制或编码,成为传输信号(模拟、数字或光信号)
3)比特的同步:
时钟的同步,如异步
4)线路的连接:
点一点(专用链路)一条链路)
八5)物理拓扑结构:
星型、环型、网状
RS449V.24、
6)传输方式:
单工、半双工、全双工典型的物理层协议有RS-232系列、
V.28、X.20、X.21
2.数据链路层(DataLinkLayer)
通过物理层提供的比特流服务,在相邻节点之间建立链路,对传输中可能出现的差错进行检错和纠错,向网络层提供无差错的透明传输
主要负责数据链路的建立、维持和拆除,并在两个相邻机电队线路上,将网络层送下来的信息(包)组成帧传送,每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制信息。
为了保证数据帧的可靠传输应具有差错控制功能
功能:
是在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输、、、
帧(Frame)数据链路层内容:
成帧:
是因要将网络层的数据分为管理和控制的数据单兀_、、、亠…|
2)物理地址寻址:
标识发送和接收数据帧的节点位置,因此常在数据头部加上控制信息DH(源、目的节点的地址),尾部加上差错控制信息DT一、
3)流量控制:
即对发送数据帧的速率进行控制,保证传输正确。
4)差错控制:
在数据帧的尾部所加上的尾部控制信息DT
5)接入控制:
当多个节点共享通信链路时,确定在某一时间内由哪个节点发送数据
常见的数据链路层协议有两类:
一是面向字符型传输控制规程BSC一是面向比特的传输控制规程HDLC
亠流量控制技术、、、、
(1)停-等流量控制:
发送节点在发送一帧数据后必须等待对方回送确认应答信息到来后再发下一帧。
接收节点检查帧的校验序列,无错则发确认帧,否则发送否认帧,要求重发。
、
存在问题:
双方无休止等待(数据帧或确认帧丢失),解决办法发送后使用超时定时器;
重帧现象(收到同样
的两帧))解决办法是对帧进行编号
适用:
半双工通信
(2)滑动窗口流量控制:
是指对于任意时刻,都允许发送端/接收端一次发送/接收多个帧,帧的序号个数称为发送/接收窗口大小
[舌用:
全双,工
3.网络层(NetworkLayer」
又称为通信子网层,是计算机网络中的通信子网的最高层(由于通信子网不存在路由选择、可题),在数据链路层提供服务的基础上向资源子网提供服务
网络层将从高层传送下来的数据打包,再进行必要的路由选择、差错控制、流量控制及顺序检测等处理,
工作原理:
以帧控制段长为8位,则发送帧序号用3bit表示,发送窗口大小为W=5,接收窗口大小为W=2为例来说明
发送窗口
01234
12345
重发1
34567
56701
接收窗口
12(1等2对)
12(正确)
34(正确)
滑动窗口的大小与协议的关系:
W>
1,W=1,协议为退回N步的ARQ自动反馈请求)
1,W>
1,协议为选择重传的ARQ
W=1,W=1,协议为停-等式的ARQ
使发送站传输层所传下来的数据能够正确无误地按照地址传送到目的站,并交付给目的站传输层
功能」现分别位于不同网络的源节点与目的节点之间的数据包传输(数据链路层只是负责同一个网络中的相邻两节点之间链路管理及帧的传输),即完成对通信子网正常运行的控制
关键技术:
路由选择
传送信息的基本单位:
包(Packer)
网络层采用的协议是X.25分组级协议网络层的服务:
也址N(数据链
人p谟辑地址寻址2显指从一个网络传输到另一个网络的源节点和目的节点的逻辑路层中的物理地址是指在同一网络中)算法在的输功中是出选一向络的节点盥原则和路由。
有非适应型(有随机式、扩散式、固定式路选法)和自适应型(有孤立的、分布的、集中的路选法)两种选择算法流量控制:
亠
的数据包拥塞控制网络性指在降的子网中由于出现过量
4.传输法是计算机网
梁,完成资源子网中两节点间的直接逻辑通信、、亠传输法下面的二层属于通信子网,完成有关的通信处理,向传输层提供网络服务;
传输层上面的三层完成面向数据处理的功能,为用户提供与网络之间的接口由此可见,传输层在OSI/RM中起到承上启下的作用,是整个网络体系结构的关键。
、、
功能^实现通信子网端到端的可靠传输(保证通信的质量)
SessionLayer
信息传送的基本单位:
报文传输层采用的协议是ISO8072/3
5.会话法
又称为会晤法,是利用传输法提供的端到端的服务向表示法或会话法用户提供会话服务。
功能」供一个面向用户的连接服务,并为会话活动提供有效的组织和同步所必须的手段,为数据传送提供控制和管理
报文会话层采用的协议是ISO8326/7
表示层(PresentajjonLayer)
6•一:
…一_
表示'
勺表示冋
题,通过抽象的方法来定义一种数据类型或数据结构,并通过使用这种抽象的数据结构在各端系统之间实现数据类型和编码的转换。
功能」据编码、数据压缩、数据加密等工作信息传送的基本单位:
报文
表示层采用的协议是ISO8822/3/4/5
7.应用层(ApplicationLayer)
应用层是计算机网络与最终用户间的接口,是利用网络资源唯一向应用程序直接提供服务的层。
包括系统管理员管理网络服务所涉及的所有问题和基本功能。
用户数据报文
应用层采用的协议有:
用于文件传送、存取和管理
三、Internet的体系结构
FTAM的ISO8571/1〜4;
用于虚终端VP的IS09040/1;
用于作业传送与操作协议JTM的ISO8831/2;
用于公共应用服务元素CASE勺ISO8649/50
享需要
Internet类型的服务器、用户终端以及路由器、网关、通信线路等连接组成,不同网络之间、不同类型设备之间要完成信息的交换、资源的共有功能强大的网络软件的支持,TCP/IP就是能够完成互联网这些功能的协议集。
1.TCP/IP的概述
TCP/IP即传输控制协议/网际协议,源于美国ARPANET网其主要目的是提供与底层硬件无关的网络之间的互连,包括各种物理网络技术。
TCP/IP并不是单纯的两个协议而是一组通信协议的聚合,所包含的每个协议都具有特定的功能,完成相应的OSI层的任务。
TCP/IP协议特点:
开放的协议标准(与硬件、一_os无关)独立于特定的网络硬件(运行于laNwan特别是互联网中)
应用层
会话层
表示层
传输层
网络层
网际层
数据链路层
网络接口层
物理层
2.TCP/IP的层次结构
统一网络编址(网络地址的唯一性)标准化咼层协议可提供多种服务
下,自下而上”形象地描述,数据层息的网递接发送方序,在接收方则相反,按低层为高层服务的原则。
构如图所示,由于设计时并未考虑到要与具体的传输媒体相关,所以没有对数据链路层和物理层做出规定。
实际上,TCP/IP的这种层次结构遵循着对等实体通信原则,每一层实现特定功能。
TCP/IP协议的工作过程,可以通过“自上而是按照应用层一息传输
应用程序接口层与OSI模型中的高三层任务相同,用于提供网络服务;
传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;
IP数据包)并
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(I
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
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。
3.TCP/IP协议集
1.网际层协议
1)网际协议IP亠
IP协议是一个面向无连接的协议,在对数据传输处理上,只提供“尽力传送机制”,也就是尽最大努力完成投递服务,、而不管传输正确与否。
亠
IP协议特点:
一是提供无连接的数据报传输机制;
一是能完成点对点的通信。
IP协议的作用:
用于主机与网关、网关与网关、主机与主机之间的通信
IP协议的功能:
IP的寻址(体现在能唯一的标识通信媒体)、面向无连接数据报传送(实现IP0TCP协议所在的传输层提供统一的IP数据报,主要采用的方法是分段、重装、实现物理地址到IP地址转化)、数据报路由选择(同一网络沿实际物理路由传送的直接路选和跨网络的经由路由器或网关传送的间接路选)和差错处理(是指ICMP提供的功能)
2)网际控制报文协议ICMP为IP协议提供差错报告
3)网际主机组管理协议IGMP负责网中点到点的数据包传输
IP地
4)地址解析协议ARP和反向地址解析协议RARP在一个物理网络中,网络中的任何两台主机之间进
行通信时,都必须获得对方的物理地址,而使用IP地
址的作用就在于,它提供了一种逻辑的地址,能够使不同网络之间的主机进行通信
当IP把数据从一个物理网络传输到另一个物理网络之后,就不能完全依靠IP地址了,而要依靠主机的
物理地址。
为了完成数据传输,IP必须具有一种确定目标主机物理地址的方法,也就是说要在IP地址与物理地址之间建立一种映射关系,而这种映射关系被称为“地址解析”。
地址解析包括:
(正向)地址解析协议ARP(从IP地址到物理地址的映射)和逆向地址解析协议RAR(从物理地址到IP地址的映射)
ARP工作过程:
首先广播一个ARP青求数据包(源主机的物理地址、IP地址、目的主机的IP地址、数据),网络上所有的主机都可接收该数据包,只有目的主机处理ARP数据包并向源主机发出ARP响应数据包(包含了物理地址)。
4.传输层协议
RARP工作过程:
首先广播一个RARF请求数据包(源主机的物理地址、IP地址、目的主机的物理地址、数据),网络上所有的主机都可接收该数据包,只有目的主机处理RARP数据包并向源主机发出RARP向应数据包(包含了IP地址)。
5)传输控制协议TCP
TCP是一个面向连接、端对端的全双工通信协议,通信双方需要建立由软件实现的虚连接,为数据报提供可靠的数据传送服务。
提供自动恢复丢失数据的功能。
I
输层将应用层传送的数据存在缓存区中
TCP的主要功能:
完成对数据报的确认、流量控制和网络拥塞的处理;
自动检测数据报,并提供错误重发的功能;
将多条路由传送的数据报按照原序排列,并对重复数据进行择取;
控制超时重发,自动调整超时值;
TCP的数据传输过程:
建立TCP连接、传送数据(传:
―…一由TCP将它分
成若干段再加上一TCP包头构成传送协议数据单元TPDU发送给IP层,采用ARQ方式发送至到目的主机,目的主机对存入在输入缓存区的TPDU进行检验,确定是要求重发还是接收)、结束TCP连接。
TCP数据格式:
24B+数据字节
6)用户数据报协议亠UDP、
UDP是一个面向无连接协议,主要用于不要求确认或者通常只传少量数据的应用程序中,或者是多个主机之间的一对多或多对多的数据传输,如广播、多播。
UDP与IP比较,增加了提供协议端口的能力以保证进程间的通信。
其优点是高效率;
缺点是没有保证可靠
的机制。
UDF数据报格式:
由源端口(2B)、目的端口(2B)、报文长度(2B)、检验和(2B)、数据组成
UDP数据传送:
在发送端发送数据时,由UDP软件
组织一个数据报,并它交给IP软件即完成了所有的工作;
在接收端,UDP软件先检查目的端口是否匹配,若匹配则放入队列中,否则丢弃。
2.应用层协议:
远程终端协议TELNE丁文件传输协议FTP超文本传输协议HTTR引导协议BOOTP域名服务DNS动态主机配置协议DHCR网络文件系统NFS简单网络管理协议SNMP简单邮件传输协议SMTP路由信息协议RIP四、OSI与TCP/IP参考模型的比较
1共同点:
2.不同点:
采用了协议分层方法、各协议层功能类似、解决异构网互连问题、都是国际性标准、能面向连接和无连接的两种通信服务机制、基于一种协议集
模型设计的差别:
OSI模型在前协议在后,
而TCP/IP相反
TCP/IP可越为异构网最
层数和层间调用关系不同:
OSI逐层调用,日初设计的差别:
OSI建立标准网络,TCP/IP对可靠性的强调不同:
OSI为传输层之任,
—标准的效率和性能上存在差别:
OSI大规模、低效率,TCP/IP则小规模而咼效率
亠、「市场应用和支扌持上不同:
OSI开发落后而失去帀场,TCP/IP成为王流
TCP/IP为王机
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