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    网络的演进与层次模型

     

    >计算机网络

    >TCP/IP协议与OSI参考模型

    >OSI七层模型及其功能

    >>高层协议(定义网络数据的格式及网络应用)

    应用层

    表示层

    会话层

    >>低层协议(定义如何传输到目的地)

    传输层

    网络层

    数据链路层

    物理层


    >计算机网络

    • 计算机网络是指将地理位置不同并且具有独立功能的多个计算机系统,通过通讯设备和通信线路连接起来,在网络软件的支持下实现彼此之间的数据通信和资源共享的系统。

    >TCP/IP协议与OSI参考模型

    >OSI七层模型及其功能

    >>高层协议(定义网络数据的格式及网络应用)

    • 应用层

    • 传输数据
    • 浏览器
    • 为用户的应用程序提供各种网络服务
    • HTTP、FTP、TELNET
    • 表示层

    • 通用的数据格式
    • 将不同的数据格式转换成一种通信的格式,能够被不同的操作系统识别
    • ASCII、JPEG、WAV
    • 会话层

    • 对话和交谈
    • 会话的建立、管理和终止通信主机的对话,为表示层提供服务
    • 访问次序的安排

    >>低层协议(定义如何传输到目的地)

    • 传输层

    • 传输段
    • 控制流量
    • 在两台主机之间建立端到端的连接,以及实现可靠的传输
    • TCP,UDP协议,面向连接和面向无连接协议
    • 网络层

    • 传输数据包
    • 路径选择,路由以及IP寻址
    • 主机之间的连接,路径选择以及基于IP的寻址
    • 三层交换机、路由器工作在此层【IP】
    • 数据链路层

    • 传输帧
    • 帧和介质访问控制
    • 提供数据在物理链路的传输,物理寻址,网络拓扑,从错误检测
    • 二层交换机、网桥属于此层设备【MAC】
    • 物理层

    • 传输比特流
    • 信号和介质
    • 高低电平,数据传输速率、传输距离,物理连接器等
    • HUB、中继器以及传输线路都属于此层
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  •  OSI是一个开放性通行系统互连参考模型,他是一个定义的非常好协议规范。这是一个概念型框架 (1)应用层:与其他计算机进行通讯一个应用,它是对应应用程序通信服务。例如,一个没有通信功能字处理...

    目录

    1.OSI网络七层模型(概念型框架)

    2.计算机网络五层模型

    3.TCP/IP四层模型

    一、网络层次模型

    1.OSI网络7层模型(概念型框架)

      OSI是一个开放性的通行系统互连参考模型,他是一个定义的非常好的协议规范。这是一个概念型框架

    (1)应用层:与其他计算机进行通讯的一个应用,它是对应应用程序的通信服务的。例如,一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信的代码,从事字处理工作的程序员也不关心OSI的第7层。但是,如果添加了一个传输文件的选项,那么字处理器的程序员就需要实现OSI的第7层。示例:telnetHTTP,FTP,WWW,NFS,SMTP等。

    2表示层:这一层的主要功能是定义数据格式及加密。例如,FTP允许你选择以二进制或ASII格式传输。如果选择二进制,那么发送方和接收方不改变文件的内容。如果选择ASII格式,发送方将把文本从发送方的字符集转换成标准的ASII后发送数据。在接收方将标准的ASII转换成接收方计算机的字符集。示例:加密,ASII等。

    3会话层:他定义了如何开始、控制和结束一个会话,包括对多个双向小时的控制和管理,以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用,从而使表示层看到的数据是连续的,在某些情况下,如果表示层收到了所有的数据,则用数据代表表示层。示例:RPCSQL等。

    4传输层:这层的功能包括是否选择差错恢复协议还是无差错恢复协议,及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用,还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能。示例:TCPUDPSPX

    5网络层:这层对端到端的包传输进行定义,他定义了能够标识所有结点的逻辑地址,还定义了路由实现的方式和学习的方式。为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质,网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法。示例:IP,IPX等。

    (6)数据链路层:他定义了在单个链路上如何传输数据。这些协议与被讨论的各种介质有关。示例:ATMFDDI等。

    (7)物理层OSI的物理层规范是有关传输介质的特性标准,这些规范通常也参考了其他组织制定的标准。连接头、针、针的使用、电流、电流、编码及光调制等都属于各种物理层规范中的内容。物理层常用多个规范完成对所有细节的定义。示例:Rj45802.3等。

     

    自上而下进行数据加工,然后自下而上进行处理数据

     

    2.计算机网络五层模型

      这是学习计算机网络时候学习到的计算机网络分层,没有表现层和会话层

    3.TCP/IP四层模型

      OSI是一个定义良好的协议规范机,并有许多可选的部分完成类似的任务,他定义了开发系统的层次结构,层次之间的相互关系,以及各层包括的所有的可能的任务,是作为一个框架来协调和组织各层提供的服务。但是OSI参考模型并没有提供一个可以实现的方法,惹事描述了一些概念,用来协调进程间通讯标准的制定,即OSI参考模型并不是一个标准而是一个在指定标准时所使用的概念型框架。真正的标准时TCP/IP四层模型。

     

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/xzmxddx/p/10354713.html

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  • OSI网络结构七层模型 (OSI Network Architecture 7 Layers Model)OSI 将通信过程定义为七层,即将连网计算机间传输信息任务划分为七个更小、更易于处理任务组。每一个任务或任务组则被分配到各个 OSI 层。每...
    OSI网络结构的七层模型
      (OSI Network Architecture 7 Layers Model)
    OSI 将通信过程定义为七层,即将连网计算机间传输信息的任务划分为七个更小、更易于处理的任务组。每一个任务或任务组则被分配到各个 OSI 层。每一层都是独立存在的,因此分配到各层的任务能够独立地执行。这样使得变更其中某层提供的方案时不影响其他层。
       OSI 七层模型的每一层都具有清晰的特征。基本来说,第七至第四层处理数据源和数据目的地之间的端到端通信,而第三至第一层处理网络设备间的通信。另外, OSI 模型的七层也可以划分为两组:上层(层 7 、层 6 和层 5 )和下层(层 4 、层 3 、层 2 和层 1 )。 OSI 模型的上层处理应用程序问题,并且通常只应用在软件上。最高层,即应用层是与终端用户最接近的。 OSI 模型的下层是处理数据传输的。物理层和数据链路层应用在硬件和软件上。最底层,即物理层是与物理网络媒介(比如说,电线)最接近的,并且负责在媒介上发送 数据。
    各层的具体描述如下:

      第七层:应用层           定义了用于在网络中进行通信和数据传输的接口 - 用户程式;
                                                    提供标准服务,比如虚拟终端、文件以及任务的传输和处理;
      第六层:表示层           掩盖不同系统间的数据格式的不同性;
                                                   指定独立结构的数据传输格式; 
                                                   数据的编码和解码;加密和解密;压缩和解压缩
      第五层:会话层           管理用户会话和对话;
                                                  控制用户间逻辑连接的建立和挂断;
                                                  报告上一层发生的错误
      第四层:传输层           管理网络中端到端的信息传送;
                                                  通过错误纠正和流控制机制提供可靠且有序的数据包传送;
                                                 提供面向无连接的数据包的传送;
      第三层:网络层          定义网络设备间如何传输数据;
                                                 根据唯一的网络设备地址路由数据包;
                                                  提供流和拥塞控制以防止网络资源的损耗
      第二层:数据链路层 定义操作通信连接的程序;
                                                   封装数据包为数据帧;
                                                   监测和纠正数据包传输错误
      第一层:物理层           定义通过网络设备发送数据的物理方式;
                                                   作为网络媒介和设备间的接口; 
                                                   定义光学、电气以及机械特性。


    TCP/IP层次模型共分为四层:应用层、传输层、网络层、数据链路层,物理层。
    OSI层次模型共分为七层:应用层、表示层,会话层,传输层、网络层、数据链路层,物理层.
    * 应用层—应用层是所有用户所面向的应用程序的统称。ICP/IP协议族在这一层面有着很多协议来支持不同的应用,如我们进行万维网(WWW)访问用到了 HTTP协议、文件传输用FTP协议、电子邮件发送用SMTP、域名的解析用DNS协议、 远程登录用Telnet协议等等,都是属于TCP/IP应用层的.
     
    * 传输层—这一层的的功能主要是提供应用程序间的通信,TCP/IP协议族在这一层的协议有TCP和UDP
     
    * 网络层—是TCP/IP协议族中非常关键的一层,主要定义了IP地址格式,从而能够使得不同应用类型的数据在Internet上通畅地传输,IP协议就是一个网络层协议。
     
    * 网络接口层(数据链路层)—这是TCP/IP软件的最低层,负责接收IP数据包并通过网络发送之,或者从网络上接收物理帧,抽出IP数据报,交给IP层。

    1.TCP/UDP协议
    TCP (Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)协议属于传输层协议。其中TCP提供IP环境下的数据可靠传输,它提供的服务包括数据流传送、可靠性、有效流控、全双工操作和多路复 用。通过面向连接、端到端和可靠的数据包发送。通俗说,它是事先为所发送的数据开辟出连接好的通道,然后再进行数据发送;而UDP则不为IP提供可靠性、 流控或差错恢复功能。一般来说,TCP对应的是可靠性要求高的应用,而UDP对应的则是可靠性要求低、传输经济的应用。TCP支持的应用协议主要有: Telnet、FTP、SMTP等;UDP支持的应用层协议主要有:NFS(网络文件系统)、SNMP(简单网络管理协议)、DNS(主域名称系统)、 TFTP(通用文件传输协议)等.
     
    TCP/IP协议与低层的数据链路层和物理层无关,这也是TCP/IP的重要特点


    转自:http://www.cnblogs.com/cutepig/archive/2007/10/11/921427.html
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  • 前言 因特网是一个极为复杂系统。我们已经看到,因特网有许多部分:大量应用程序和协议、各种类型端系统、...每一层对其上面层提供相同服务,并使用来自下面层次的相同服务。 当某层实现变化时,该系统...

    个人博客原文主页:
    计算机网络 —— 协议层次及其服务模型

    前言

    因特网是一个极为复杂的系统。我们已经看到,因特网有许多部分:大量的应用程序和协议、各种类型的端系统、分组交换机和各种类型的链路级媒体。面对这么庞大和复杂的系统,我们可以使用分层的体系结构

    一.分层的体系结构

    利用分层的体系结构,我们可以讨论一个定义良好的、大而复杂系统的特定服务。分层结构的关键在于:

    • 每一层对其上面的层提供相同的服务,并使用来自下面层次的相同服务。

    当某层的实现变化时,该系统的其余部分保持不变。

    协议分层

    现在将注意力转向网络协议,为了给网络协议的设计提供一个结构,网络设计者以分层(layer)的方式组织协议以及实现这些协议的网络硬件和软件。每个协议只属于这些层次中的某一层,同时每个协议所在的层向它的上一层提供服务(service),每层通过在该层中执行某些动作或使用直接下层的服务来提供服务。例如,由第n层提供的服务可能包括报文从网络的一边到另一边的可靠传输,这可能是通过使用第n-1层的边缘到边缘的不可靠报文传送服务,加上第n层的检测和重传丢失报文的功能来实现的。

    协议分层具有概念化和结构化的优点[RFC 3439]

    • 分层提供了一种结构化方式来讨论系统组件
    • 模块化使更新系统组件更容易

    某些研究人员和联网工程师激烈地反对分层[Wakeman 1992]。因为分层也有其相应的缺点:

    • 某一层可能冗余较低层的功能
      例如,许多协议栈在基于每段链路和基于端到端两种情况下都提供了差错恢复。
    • 某层的功能可能需要仅在其他某层在出现的信息(例如时间戳值),这违反了层次分离的目标

    将这些综合起来,各层的所有协议被称为协议栈(protocol stack)

    在这里插入图片描述

    五层因特网协议栈

    因特网的协议栈由5个层次组成:

    • 物理层
    • 链路层
    • 网络层
    • 运输层
    • 应用层

    应用层

    应用层是网络应用程序及它们的应用层协议存留的地方。因特网的应用层包括许多协议,例如HTTP(它提供了Web文档的请求和传送),SMTP(它提供了电子邮件报文的传输)和FTP(它提供了两个端系统之间的文件传送)。某些网络功能,如将像www.zaomianbao.comwww.zaomianbao.com这样对人友好的端系统名字转换为32比特网络地址,也是借助于特定的应用层协议即域名系统(DNS)完成的。当然,我们也可以创建并部署我们自己的新应用层协议。

    应用层协议分布在多个端系统上,一个端系统中的应用程序使用协议与另一个端系统中的应用程序交换信息的分组。我们把这种位于应用层的信息分组称为报文(message)

    运输层

    因特网的运输层在应用程序端点之间传送应用层报文。在因特网中,有两个运输协议,即TCP和UDP,利用其中的任意一个都能运输应用层报文。TCP向他的应用程序提供了面向连接的服务。这种服务包括了应用层报文向目的地的确保传递和流量控制(即发送方/接收方速率匹配)。TCP也将长报文划分为短报文,并提供拥塞控制机制,因此当网络拥塞时,源抑制其传输速率。UDP协议向它的应用程序提供无连接服务。这是一种不提供不必要服务的服务,没有可靠性,没有流量控制,也没有拥塞控制。

    我们可以把运输层分组称为报文段(segment)

    网络层

    因特网的网络层负责将称为数据报(datagram)的网络层分组从一台主机移动到另一台主机。在一台源主机中的因特网运输层协议(TPC或UDP)向网络层递交运输层报文段和目的地址,就像你通过邮政服务寄送信件时提供一个目的地址一样。

    因特网的网络层包括著名的IP协议,该协议定义了在数据报中的各个字段以及端系统和路由器如何作用于这些字段。又有一个IP协议,所有具有网络层的因特网组件必须运行IP协议。因特网的网络层也包含了决定路由的路有选择协议,它使得数据报根据该路由从源传输到目的地。因特网具有许多路有选择协议。因特网是一个网络的网络,在一个网络中,其网络管理者能够运行所希望的任何路有选择协议。尽管网络层包括了IP协议和一些路有选择协议,但通常吧它简单的称为IP层,这反映了IP是将因特网连接在一起的粘合剂这样的事实。

    链路层

    因特网的网络层通过源和目的地之间的一系列路由器路由数据报。为了将分组从一个节点(主机或路由器)移动到路径上的下一个结点,网络层必须依靠该链路层的服务。特别是在每个节点,网络层将数据报下传给链路层,链路层沿着路径将数据报传递给下一个结点。在下个节点,链路层将数据报上传给网络层。

    由链路层提供的服务取决于应用于该链路的特定链路层协议。例如,某些协议基于链路提供可靠传递,从传输结点跨越一条链路到接收结点。值得注意的是,这种可靠的传递服务不同于TCP的可靠传递服务,TCP提供从一个端系统到另一个端系统的可靠交付。链路层的例子包括以太网、WiFi和电缆接入网的DOCSIS协议。因为数据报从源到目的地传送通常需要经过几条链路,一个数据报可能被沿途不同链路上的不同链路层协议处理。例如,一个数据报可能被一段链路上的以太网和下一段链路上的PPP所处理。网络层将受到来自每个不同的链路层协议的不同服务。

    通常,我们把链路层分组称为(frame)

    物理层

    虽然链路层的任务是将整个帧从一个网络元素移动到邻近的网络元素,而物理层的任务是将该帧中的一个一个比特从一个结点移动到下一个结点。在这层中的协议仍然是链路相关的,并且进一步与该链路(例如,双绞铜线、单模光纤)的实际传输媒体相关。例如,以太网具有许多物理层协议:一个是关于双绞铜线的,另一个是关于同轴电缆的,还有一个是关于光纤的,等等。在每种场合中,跨越这些链路移动一个比特是以不同的方式进行的。

    七层OSI参考模型

    OSI参考模型的七层是:

    • 应用层
    • 表示层
    • 会话层
    • 运输层
    • 网络层
    • 链路层
    • 物理层

    这些层次中,5层的功能大致与它们名字类似的因特网对应层的相同。所以,我们来考虑OSI参考模型中附加的两个层,即表示层和会话层。

    表示层

    表示层的作用是使通信的应用程序能够解释交换数据的含义。这些服务包括数据压缩和数据加密(它们是自解释的)以及数据描述(这使得应用程序不必担心在各台计算机中表示/存储的内部格式不同的问题)。

    会话层

    会话层提供了数据交换定界和同步功能,包括了建立检查点和恢复方案的方法。

    因特网缺少了在OSI参考模型中建立的两个层次,该事实引起了一些有趣的问题:这些层次提供的服务不重要吗?如果一个应用程序需要这些服务之一,将会怎样呢?因特网对这两个问题的回答是相同的:这留给应用程序开发者处理。应用程序开发者决定一个服务是否是重要的,如果该服务重要,应用程序开发者就应该在应用程序中构建该功能。

    二.封装

    在这里插入图片描述
    上图显示了这样一条物理路径:

    数据从发送端系统的协议栈向下,向上和向下经过中间的链路层交换机和路由器的协议栈,进而向上到达接收端系统的协议栈

    路由器和链路层交换机其实都是分组交换机,与端系统类似,路由器和链路层交换机以多层次的方式组织它们的网络硬件和软件。而路由器和链路层交换机并不实现协议栈中的所有层次。如上图所示,链路层交换机实现了第一层和第二层;路由器实现了第一层到第三层。这意味着因特网路由器能够实现IP协议(一种第三层协议),而链路层交换机则不能。尽管链路层交换机不能识别IP地址,但它们能够识别第二层地址,如以太网地址。值得注意的是,主机实现了所有5个层次,这与因特网体系结构将它的复杂性放在网络边缘的观点是一致的。

    上图也说明了一个重要概念:封装(encapsulation)。

    • 在发送主机端,一个应用层报文(application-layer message)(上图中的M)被传送给运输层。

    • 在最简单的情况下,运输层收取到报文并附上附加信息(所谓运输层首部信息,上图中的HtH_t),该首部将被接收端的运输层使用。应用层报文和运输层首部信息一道构成了运输层报文段(transport-layer segment)。
      运输层报文段因此封装了应用层报文。附加的信息也许包括了下列信息:如允许接收端运输层向上向适当的应用程序交付报文的信息;如差错检测位信息,该信息让接收方能够判断报文中的比特是否在途中已被改变。

    • 运输层则向网络层传递该报文段,网络层增加了如源和目的端系统地址等网络层首部信息(如上图中的HnH_n),产生了网络层数据包(network-layer datagram)。

    • 该数据报接下来被传递给链路层,链路层(自然而然地)增加它自己的链路层首部信息并创建链路层帧(link-layer frame)。

    所以,我们看到在每一层,一个分组具有两种类型的字段:首部字段有效载荷字段(payload field)。有效载荷通常是来自上一层的分组。

    其实,封装的过程能够比上面描述的更为复杂。例如,一个大报文可能被划分成多个运输层的报文段(这些报文段每个可能被划分为多个网络层数据报)。在接收端,则必须从其连续的数据报中重构这样一个报文段。

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层次网络模型的定义