网络体系结构_系网络

1.网络协议

网络协议层次有上下之分，根据数据的流动而产生的。组成不同计算机同等层的实体称为对等进程。

网络协议主要由以下3个要素组成
语法：规定用户数据与控制信息的结构与格式。
语义：规定通信双方需要发出何种控制信息、完成何种动作及做出何种响应等
时序：又称“同步”，用于规定事件实现顺序的详细说明，即通信双方动作的时间、速度匹配和事件发生的顺序等。
 

2.OSI参考模型

1974年第一个网络体系是IBM公司提出的“系统网络体系结构”，OSI参考模型是一种严格的理论模型，OSI参考模型由下到上分别是低层（物理层、数据链路层）执行的功能与物理通信相关，如构建帧、传输比特流：中间层（网络层、传输层、会话层）协调节点间的网络通信，如确保通信会话无中断、无差错地持续进行：高层（表示层、应用层）的工作直接影响软件应用和数据表示，包括数据格式化、数据加密及文件传输管理，

（1）物理层

提供物理链路，传输比特流

①机械特性：规定了连接时连机器的大小和尺寸等物理信息

②电气特性：规定了传输二进制比特流时线路上的信号电平高低，阻抗，传输功率与限制距离

③功能特性：规定了数据线，控制线，定时线和地线等物理接口上的各条信号线的功能分配

④规程特性：定义了二进制比特流传输时的一组操作过程，包括各信号线的工作规则和时序

（2）数据链路层

 数据链路层是OS1参考模型的第二层，其作用主要是将由物理层传来的数据封装成帧(fame),并保证帧在计算机之间进行无差错传输。
数据链路层分为MAC和LLC两个子层。MAC(介质访问控制）子层的功能包括顿的封装/拆封，帧的寻址和识别，帧的接收与发送，链路的管理，帧的差错控制等：LLC(逻辑链路控制)子层负责为上层提供服务，如从上层接收数数据值路层
据并发送到MAC层。
工作在数据链路层的设备包括二层交换机、网桥等。此外，网卡既工作在物理层，也工作在
据链路层，负责传输介质之间的物理连接，帧的发送与接收、封装与拆封等。
 

主要功能：

(1)链路管理：当两个节点开始通信时，发送端必须确定接收端处在准备接收数据的状态。为此，双方必须交换一些必要的信息，然后建立数据链路连接：同时，在传输数据时要维持数据链路：当通信完毕时要释放数据链路，数据链路的建立、维持和释放就是链路管理。
(2)流量控制：为防止传输数据的双方速度不匹配或接收端没有足够的接收缓存而导致数据拥塞或溢出，数据链路层必须采用流量控制技术来控制流量，使接收端来得及接收发送端发送的数据，
(3)差错处理：数据链路层采用差错控制技术，把不可靠的物理线路变为可靠的数据链路，从而保证数据传输的正确性。数据链路层实体将对帧的传输过程进行检查，发现差错用重传方式解决。
(4)帧同步：在数据链路层，数据以帧为单位进行传输。帧同步是指接收端应当能从来自物理层的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束
(5)寻址：在多点连接的情况下，寻址保证每一帧都能传送到正确的目的节点。同时，接收也应当知道发送端是哪一个节点。

（3）网络层

1.网络层功能：

  (1）路由选择

  (2)  流量控制

（3）多用户数据传输

2.网络层提供服务

（1）面向连接的网络服务

面向连接的网络服务又称虚电路服务，具有网络连接建立，数据传输和网络连接释放三个阶段

（2）无连接网络服务

无连接网络服务有三种类型：数据报，确认交付，请求回答。

（4）传输层

任务是向用户提供可靠的，透明的，端到端的数据传输

传输层常用的技术：

(1)分流/合流技术：利用多条网络连接来支持一条传输连接上的数据传输，目的是使低吞吐量、低速率和高传输延迟的网络可以满足用户高速传输数据的需求。
(2)复用/解复用技术：将多条传输连接上的数据汇集到一条网络连接上传输，使具有高吞吐量、高速率和低传输延迟且高费用的网络可以满足用户低成本传输的需求。
(3)分段/合段技术：将一个长的传输服务数据单元分成若干个传输协议数据单元进行传输，使传输长度有限的网络可以满足用户无限长度数据传输的需求。
(4)差错检测和恢复技术：目的是使差错率较高的网络可以满足用户高可靠性数据传输的需求。
(5)流量控技术：对连续传输的协议数据单元个数进行限制，从而避免网络拥塞。传输层传输信息的基本单位是报文(messag)。

传输层提供的服务包括标识和维护传输连接(建立和释放连接，以及选择服务质量)，提供流量控制，差错检查与恢复，常规数据/加速数据的传输等。

（5）会话层

会话层的功能：

1.利用令牌技术保证数据交换和会话同步，

2.利用活动和同步技术保证用户数据的完整性，

3.利用分段和拼接技术提高数据交换的效率，

4.利用重新同步技术实现用户会话完整性和延续性

提供服务：

基本组合子集(BCS)：为用户提供会话连接建立、正常数据传送、令牌的处理及连接释放等基本服务。
基本同步子集(BSS)：在BCS的基础上增加为用户通信过程同步的功能，能在出错时从指定的同步点处进行恢复，减少差错重传的数据量。
基本活动子集(BAS)：在BCS的基础上加入了活动管理。

 

（6）表示层

表示层的目的是屏蔽不同计算机在信息表示方面的差异

（7）应用层

它为网络用户和应用程序提供各种服务，也最终用户程序访问网络服务的地方。

3.TIP/IP参考模型

网络接口层，网际层，传输层，应用层

（1）网络接口层

负责接收从网际层交来的数据包，然后将数据包通过低物理网络发送出去，或者从低物理网络上接收物理帧，然后分离出数据包并交给网际层。

（2）网际层

①处理来自传输层的数据发送请求

②处理输入的数据包

③处理ICMP报文：处理网络的路由选择，流量控制，拥堵控制等问题

④IP

⑤ARP,主要负责将TCPP网络中的P地址解析和转换成计算机的物理地址，以便于物理设备（如网卡）按该地址来接收数据。
⑥RARP:作用与ARP的作用相反，它主要负责将设备的物理地址解析和转换成P地址
⑦CMP,主要负责发送和传递包含控制信息的数据包。这些控制信息包括网络是否通畅，主机是否可达、路由是否可用等内容。

（3）传输层

TCPP参考模型提供了两个传输层协议：传输控制协议(TCP)和用户数据报协仪(UDP)
(1)TCP是一个可靠的面向连接的传输层协议，它可以将某节点的数据以字节流形式无差错传输到互联网的任何一台机器上，发运端的TCP将用户交来的数据划分成独立的报文并交给网际层进行发送，而接收端的TCP将接收的报文重新装配后交给接收用户，TCP同时处理有关流量控制的问题，以协调收发双方的接收与发送速度，
(2)UDP是一个不可靠的、无连接的传输层协议，它将可靠性问题交给应用程序解决。UDP主要面向请求应答式的交易型应用，一次交易往往只有一来一回两次报文交换，另外，UDP也应用于那些对可靠性要求不高，但要求网络的延迟较小的场合，如语音和视频数据传送。
 

（4）应用层

位用层位于TCPP参考模型的最高层，大致对应OSI参考模型的应用层、表示层和会话是，它上要为用广提供多种网格应用程序，如电子邮件、远程登录等。应用层包含所有高层协议，早期的高层协议有虚拟终端协议、文件传输物议（FTP,电了能件传输物议(SMTP).其中，Telnet协议允许用户录远程机器并在其上工作：FTP提供了有效的将数据从一台机器传送到另一台机器的机制：STP协议用来有效和可靠地传通邮件，随看网络的发展，应用层又加，入了许多其他协议，如用于将域名映射到它的网络地址的城名服务(DNS),用于擅索nternet上信息的超文本传输协议(HTTP)等.
 

4.TCP/IP参考模型与OSI参考模型的比较

（1）两者层数不同

（2）两者的服务类型不同

（3）区分概念不同

①服务

②接口

③协议

（4）通用性不同