1.4分层结构、协议、结构、服务

• 分层结构


• 协议


• 结构


• 服务


• lSO/OSI参考模型及详解


• TCP/IP参考模型


• 5层参考模型

为什么分层

发送文件前要完成的工作:

(1）发起通信的计算机必须将数据通信的通路进行激活。

(2）要告诉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。

——光是发一个文件就有这么多的步骤！

——我们还是把大问题分解成小问题再解决吧

分层

• 实体:第n层中的活动元素称为n层实体。同一层的实体叫对等实体。

  
  



• 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。【水平】

  
  



• 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

  
  



• 接口（访问服务点SAP) :上层使用下层服务的入口。

  
  



• 服务:下层为相邻上层提供的功能调用。【垂直】

  
  



• 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。

  
  

概念总结

• 网络体系结构是从功能上描述计算机网络结构。


• 计算机网络体系结构简称网络体系结构，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计算机网络的各层及其协议的集合。


• 第n层在向n+1层提供服务时，此服务不仅包含第n层本身的功能，还包含由下层服务提供的功能。但是，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

• 7层OSI参考模型（法定标准）


• 4层TCP/IP参考模型（事实标准）


• ==> 5层体系结构

OSI模型的诞生

目的︰支持异构网络系统的互联互通。

国际标准化组织(ISO)于1984年提出开放系统互连(OSI)参考模型。但是!理论成功，市场失败。

物联网传话表应用！

OSI模型
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
链路层
物理层

ISO/OSI参考模型解释通信过程

A与B的通信，中间可能会经过很多的交换设备帮忙传输

A负责打包发送，B负责拆包查收

OSI参考模型详解

应用层

• 所有能和用户交互产生网络流量的程序


• 文件传输(FTP)、电子邮件(SMTP)、万维网(HTTP)

表示层

• 用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式（语法和语义)


• 功能
  
  
  
  • 功能一︰数据格式变换翻译官
    
    
    
    • ….0111011000…. ==> “仰天大笑出门去，我辈岂是蓬蒿人”
    
    
    
    
  
  
  • 功能二∶数据加密解密
    
    
    
    • "我的微信支付密码是XXXX"
    
    
    
    
  
  
  • 功能三：数据压缩和恢复
    
    
    
    • 打视频电话
    
    
    
    
  
  
  
  


• 主要协议： JPEG、ASCII

会话层

• 向表示层实体/用户进程提供建立连接并在连接上有序地传输数据。 这是会话，也是建立同步（SYN）


• 功能
  
  
  
  • 功能一︰建立、管理、终止会话
  
  
  • 功能二∶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
    
    
    
    • 适用于大文件传输
    
    
    
    
  
  
  
  


• 主要协议： ADSP、ASP

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报


• 功能
  
  
  
  • 功能一︰可靠传输、不可靠传输
  
  
  • 功能二∶差错控制
  
  
  • 功能三：流量控制
  
  
  • 功能四：复用分用
    
    
    
    • 记忆口诀：可差的也能留用？？
    
    
    • 复用：多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务。
    
    
    • 分用：运输层把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程。
    
    
    
    
  
  
  
  


• 主要协议： TCP、UDP

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。 网络层传输单位是数据报。


• 功能
  
  
  
  • 功能一：路由选择（选择 最佳路径 ）
  
  
  • 功能二：流量控制
  
  
  • 功能三：差错控制
  
  
  • 功能四：拥塞控制
    
    
    
    • 若所有结点都来不及接受分组，而要丢弃大量分组的话，网络就处于拥塞状态。
    
    
    • 因此要采取一定措施， 缓解这种拥塞。
    
    
    
    
  
  
  
  


• 主要协议：IP、IPX、ICMP、 IGMP、ARP、RARP、OSPF

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
  
  
  
  • 功能一：成帧（定义帧的开始和结束）
  
  
  • 功能二：差错控制 (帧错+位错)
  
  
  • 功能三：流量控制
  
  
  • 功能四：访问（接入）控制
    
    
    
    • 控制对信道的访问
    
    
    
    
  
  
  
  


• 主要协议： SDLC、HDLC、PPP、STP

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

  
  
  
  
  • 功能一：定义接口特性
  
  
  • 功能二：定义传输模式
  
  
  • 功能三：定义传输速率
  
  
  • 功能四：比特同步 单工、半双工、双工
  
  
  • 功能五：比特编码
  
  
  
  



• 主要协议： Rj45、802.3

  
  

TCP/IP模型 & 5层参考模型

相同点

• 都分层


• 基于独立的协议栈的概念


• 可以实现异构网络互联

不同点

• OSI定义三点︰服务、协议、接口


• OSI先出现，参考模型先丁协议发明，不偏向特定协议


• 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

5层参考模型

综合了OSI和TCP/IP的优点

5层参考模型的数据封装与解封装

“朝着一个既定的方向去努力，就算没有天赋，在时间的积累下应该也能稍稍有点成就吧。”