网络协议及分层

《网络协议及分层》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

为了促进计算机网络的发展，国际标准化组织ISO于1977年成立了一个委员会，在现有网络的基础上，提出了不基于具体机型、操作系统或公司的网络体系结构，称为开放系统互联模型(0SI参考，opensysteminterconnection)0SI的设计目的osI模型的设计口的是成为一个所有销售商都能实现的开放网路模型，来克服使用众多私有网络模型所带来的困难和低效性。这个模型把网络通信的工作分为7层。协议数据单元PDU在参考模型中，对等层协议之间交换的信息单元统称为协议数据单元(PDU,ProtocolDataUnit)。而传输层及以下各层的PDU另外还有各白特定的名称：传输层数据段(Segment)网络层分组(数据包)(Packet)数据链路层数据帧(Frame)物理层——比特(Bit)0SI的七层结构应用层应用层协议<>应用层表示层表示层协议*>表刁、层会话层会话层协议*>会话层传输层传输层协议<►传输层网络层网络层协议*►网络层数据椎賂层数据链路层协议<►数据链路层物理层V►物理层主机A主机BweAPDUPPDUSPDU数据段数据报数据帧比特第一■层：物理层(PhysicalLayer)规定通信设备的机械的、电气的、功能的和规程的特性，用以建立、维护和拆除物理链路连接。具体地讲，机械特性规定了网络连接时所需接插件的规格尺寸、引脚数量和排列情况等；电气特性规定了在物理连接上传输bit流吋线路上信号电平的大小、阻抗匹配、传输速率距离限制等；功能特性是指对各个信号先分配确切的信号含义，即定义了DTE和DCE之间各个线路的功能；规程特性定义了利用信号线进行bit流传输的一组操作规程，是指在物理连接的建立、维护、交换信息时，DTE和DCE双方在各电路上的动作系列。在这一层，数据的单位称为比特(bit)。 属于物理层定义的典型规范代表包括：EIA/TIARS-232、EIA/TIARS-449、V.35、RJ-45等。物理层的主要功能：为数据端设备提供传送数据的通路，数据通路对以是一个物理媒体，也可以是多个物理媒体连接而成•一次完整的数据传输，包括激活物理连接，传送数据，终止物理连接.所谓激活，就是不管冇多少物理媒体参与，都要在通信的两个数据终端设备间连接起来，形成一条通路.传输数据.物理层要形成适合数据传输需要的实体，为数据传送服务.一是要保证数据能在其上正确通过，二是要提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数)，以减少信道上的拥塞.传输数据的方式能满足点到点，一点到多点，串行或并行，半双工或全双工，同步或异步传输的需要.物理层的主要设备：屮继器、集线器。第二层：数据链路层(DataLinkLayer)在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻结点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧(Frame)在信道上无差错的传输，并进行各电路上的动作系列。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。在这一层，数据的单位称为帧(frame)。数据链路层协议的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。链路层的主要功能：链路层是为网络层提供数据传送服务的,这种服务要依靠本层具备的功能来实现。数据链路层实际上由两个独立的部分组成，介质存取控制(MediaAccessControl,MAC)和逻辑链路控制层(LogicalLinkControl,LLC)oMAC描述在共享介质环境中如何进行站的调度、发牛和接收数据。MAC确保信息跨链路的可靠传输，对数据传输进行同步，识别错谋和控制数据的流向。MAC地址是烧录在NetworkInterfaceCard(网卡,NIC)里的.MAC地址,也叫硬件地址，是由48比特长(6字节),16进制的数字组成。形彖的说，MAC地址就如同我们身份证上的身份证号码，貝有全球唯一,性。数据链路层主要设备：交换机、网桥第三层是网络层(Networklayer)在计算机网络中进行通信的两个计算机Z间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由利交换结点，确保数据及吋传送。网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息--源站点和目的站点地址的网络地址。如果你在谈论一个史地址，那么你是在处理第3层的问题，这是“数据包”问题，而不是第2层的“帧”。IP是第3层问题的一部分，此外还冇一些路由协议和地址解析协议(ARP)。启关路由的一•切事情都在第3层处理。地址解析和路由是3层的重要日的。网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。在这一层，数据的单位称为数据包(packet)o网络层协议的代表包括：IP、IPX、RIP、0SPF等。网络层主要设备：路由器第四层是处理信息的传输层(Transportlayer)第4层的数据单元也称作数据包(packets)。但是，当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法，TCP的数据单元称为段(segments)而UDP协议的数据单元称为“数据报(datagrams)"。这个层负责获取全部信息，因此，它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达 的数据包和其它在传输过程中町能发生的危险。第4层为上层提供端到端(最终用户到最终用户)的透明的、可靠的数据传输服务。所谓透明的传输是指在通信过程中传输层对上层屏蔽了通信传输系统的具体细节。传输层协议的代表包括：TCP、UDP、SPX等。第五层是会话层(Sessionlayer)这一层也可以称为会晤层或对话层,在会话层及以上的高层次中，数据传送的单位不再另外命名，统称为报文。会话层不参与具体的传输，它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用Z间通信的机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。会话层的主要标准有"DIS8236:会话服务定义〃和〃DIS8237:会话协议规范〃.第六层是表示层(Presentationlayer)这一层主要解决用户信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一川户的抽象语法，转换为适合于0SI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩，加密和解密等工作都由表示层负责。例如图像格式的显示，就是由位于表示层的协议来支持。表示层协议-•般不少特殊的协议栈关联，如QuickTime是Applet计算机的视频和音频的标准，MPEG是ISO的视频压缩与编码标准。常见的图形图像格式PCX、GIF、JPEG是不同的静态图像压缩和编码标准。第七层应用展(Applicationlayer)应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。应用层协议的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。TCP/IP模型TCP/IP模型实际上是OSI模型的一个浓缩版木，它只有四个层次：1.应用层2.运输层3.网际层4.网络接口层与0SI功能相比：应用层对应着0SI的应用层表示层会话层运输层对应着0SI的传输层网际层对应着0SI的网络层网络接口层对应着0SI的数据链路层和物理层ICP/IP协议族并不包含物理层和数据链路层，因此它不能独立完成整个计算机网络系统的功能，必须与许多其他的协议协同工作。TCP/IP分层模世的四个协议层分别完成以下的功能：第一层网络接口层网络接口层包括用于协作IP数据在已有网络介质上传输的协议。实际上TCP/IP标准并不定义与ISO数据链路层和物理层相对应的功能。相反，它定义像地址解析协议(AddressResolutionProtocol,ARP)S样的协议，提供TCP/IP协议的数据结构和实际物理硕件Zl'可的接口。第二层网间层网间层对应于OSI七层参考模型的网络层。木层包含IP协议、RIP协议（RoutingInformationProtocol,路由信息协议），负责数据的包装、寻址和路由。同时还包含网间控制报文协议（InternetControlMessageProtocolJCMP）用來提供网络诊断信息。第三层传输层 传输层对应于OSI七层参考模型的传输层，它提供两种端到端的通信服务。其+TCP协议（TransmissionControlProtocol）提供可靠的数据流运输服务,UDP协议（UseDatagramProtocol）提供不可靠的用户数据报服务。笫四层应用层应川层对应于OSI七层参考模型的应丿IJ层和表达层。因特网的应川层协议包括Finger.Whois>FTP（文件传输协议）、Gopher、HTTP（超文木传输协议）、Telcnt（远程终端协议）、SMTP（简单邮件传送协议）、IRC（因特网中继会话）、NNTP（网络新闻传输协议）等，