体系结构网络协议----网络分层架构

Posted 2021-12-04 雨下的好苦

    协议指的是双方都能理解的规则。类似玩游戏时候的游戏规则，只有大家都遵守游戏规则才能继续下去，同理有协议相同双方才能通讯。网络协议是在网络中的数据交换而建立的规则的集合称为网络协议。比如HTTP、DDS、FTP、DB、JMS 等等都属于网络协议。可以理解位足球、篮球、棒球都是球类游戏。
    网络协议有三部分组成，语法，语义，定时。
    语法:传输过程的结构和格式，类似于中文、英文，他们的结构不同，但是可以表示相同的意思。
    语义:数据内容的含义，就是指传输的具体内容。
    定时：规定何时通讯，是同步还是异步。类似我们是打电话还是发短信，一种消息的通知手段。
    为了实现不同层次的网络结构之间互联，国际标准化组织(ISO)在1984 颁布了网络7层协议。如图所示：分为，应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层，物理层。如图所示：

        物理层：主要处理与物理传输介质有关的机械、电气、功能特性和接口问题。物理层与传输媒体直接相连，因此也称为物理层接口，是计算机与网络连接的物理通道。其功能是控制计算机与传输媒体的连接，即可以建立、保持和断开这种连接，以保证比特流的透明传输。俗称网卡。 物理层传送的数据基本单位是比特(b)，又称位。 传送数据所使用的物理媒体,如双绞线、同轴电缆、光缆等,不属于物理层。

        数据链路层：通讯机器双发的路径位置组成的节点连线称为数据链路。数据链路要完成以下几个功能。链路管理、帧同步、流量控制、差错控制、区分数据和控制信息、透明传输、寻址。理解为网卡驱动

1. 链路管理：链路管理就是进行数据链路的建立、维持和拆除。在通讯的时候创建一条数据链路。
2. 帧同步：在数据链路中传输是一帧为最小单位传输的，数据一帧一帧传输，在传输的过程中会发生帧的传输错时（后面数据跑到前面接收了），这时候不能所有接收到的数据给删除，帧同步是指在接收每一帧数据的时候都知道开始和结束地方。
3. 流量控制：为防止双方速度不匹配或接收方没有足够的接收缓存而导致数据拥塞或溢出,数据链路层要能够调节数据的传输速率,即发送方发送数据的速率必须使接收方来得及接收。当接收方来不及接收时,就必须及时控制发送方发送数据的速率。
4. 差错控制：数据链路层必须要配备一套检错和纠错的规程,以防止数据帧的错误、丢失与重复。检错重传,即接收方可以检测出收到的帧中有差错,但并不知道是哪几个比特错了,于是让发送方重复发送这一帧,直到收方正确收到这一帧为止。这种方法在计算机通信中是最常用的。
5. 区分数据和控制信息：数据和控制信息处于同一帧中,因此一定要有相应的措施使接收方能够将它们区分开来。
6. 透明传输：不管所传数据是什么样的比特组合,都应该能够在链路上传送。
7. 寻址：寻找对方机器位置。必须保证每一个帧都能发送到正确的目的站。接收方也应知道发送方是哪个站。

        网络层：保证节点与节点之间的通讯和路由。传输层和数据链路层之间,它在数据链路层提供的两个相邻节点之间数据帧的传送功能上,解决整个网络的数据通信,将数据设法从源端点经过若干中间节点传送到目的端。

        传输层：有了前面三个层次，网络结构已经很完整，不懂网络的人无法使用上述层次协议。传输层主要提供可靠的数据交付和尽最大努力的数据交付，完成报文的传输分割和重组，报文的流量控制。并且屏蔽底层的复杂协议。此外传输层还具有复用功能,可以同时为一台计算机中的多个程序提供通信服务。传输层数据传送的基本单位是报文段。

        会话层：允许不同机器上的用户建立会话(Session)关系。把会话地址变换成它的传送地址,建立会话连接。

        表示层：表示层为应用层提供服务，解释交换数据的意义。对数据格式和编码的转换,以及数据结构的转换利用密码对正文进行加密、保密也是该层的任务。

        应用层：作为用户应用程序与网络间的接口，使用户的应用程序能够与网络进行交互式联系。也就是我们常说的电子邮件协议，文件传输协议，超文本传输协议、数据库协议，数据发布服务等等

        低3层协议一般由硬件完成,高层由软件完成。如网卡、集线器实现物理层功能；网桥(交换机)实现链路层功能;路由器实现网络层功能；而电子邮件软件则完成应用层的功能。