计算机网络体系结构

Posted 2022-11-29 她还会来吗

计算机网络的分层模型

分层模型

分层的好处

• 可以屏蔽底层差异
• 使每一层功能容易实现和标准化
• 各层之间相互独立
• 简化系统设计
• 模块化易于维护
• 系统的更新成本和效率

分层的负面影响

1. 信息冗余,降低性能
2. 层次难以确定
3. 协议首部(Header)越来越大

网络协议

1. 概念:为进行网络中的数据交换而建立的规则,标准或约定
2. 网络协议三要素:
   • . 语法:数据与控制信息的结构或格式
   • . 语义:发出任何控制信息,完成何种动物以及做出何种响应
   • . 语序:包括时序控制和速率匹配关系

网络系统的数据通信由协议来支撑

重要术语

1. 实体:用于实现该层功能的活动元素
2. 对等实体:不同机器上位于同一层次,完成相同功能的实体
3. 服务与接口:在网络分层结构模型中,每一层为相邻的上一层所提供的功能称为服务,N层向N+1层提供的服务通过N层和N+1层之间的接口来实现。接口定义了下层向其相邻的上层所提供的服务以及相应的原语操作,并使下层服务的实现 细节对上层是透明的。

注意: 协议是"水平"的,服务是垂直的

体系结构

OSI/ISO模型

OSI各层功能简介

1. 物理层:物理层是OSI参考模型的最低层，它利用传输介质为数据链路层提供物理连接
2. 数据链路层:数据链路层是为网络层提供服务的，解决两个相邻结点之间的通信问题
3. 网络层:网络层是为传输层提供服务的,实现路由选择以及异构网络互联的问题
4. 传输层:传输层的作用是为上层协议提供端到端的可靠和透明的数据传输服务，包括处理差错控制和流量控制等问题
5. 会话层:主要功能是管理和协调不同主机上各种进程之间的通信（对话），即负责建立、管理和终止应用程序之间的会话，提供令牌管理和同步两种服务
6. 表示层: 主要涉及处理在两个通信系统之间所交换信息的表示方式,包括数据格式变换,数据加密与解密,数据压缩和恢复等功能.
7. 应用层:应用层是OSI参考模型的最高层，是用户与网络的接口。

TCP/IP模型

各层主要协议

1. 网络层
   • IP:网际协议,规定了网络层数据分组的格式
   • ICMP:Internet控制消息协议,用于实现网络控制和消息传递功能
   • ARP:地址解析协议,用于提供IP地址到MAC地址的映射
   • RARP:逆地址解析协议,提供MAC地址到IP地址的映射
2. 运输层
   • TCP:传输控制协议,提供面向连接的可靠传输
   • UDP:用户数据报协议,提供无连接的不可靠传输服务
3. 应用层
   • FTP:文件传送协议
   • HTTP:超文本传送协议
   • SMTP:简单邮件传输协议
   • Telnet:虚拟终端协议
   • DNS:域名系统
   • DHCP:动态主机配置协议
   • SNMP:简单网络管理协议

OSI模型和 TCP/IP模型的比较

相同点

• 两者均采用了层次结构,并具有可比的运输层和网络层
• 两者都有应用程,虽然所提供的服务有所不同
• 两者都是基于协议数据单元的包交换网络,而且分别作为概念上的模型和事实上的标准,具有同等的重要性

不同点

• OSI七层模型，TCP/IP四层模型
• TCP/IP模型的第三层仅支持IP协议，OSI支持所有的网络层协议
• OSI模型在网络层支持无连接和面向连接的两种服务,而在运输层仅支持面向连接的服务。TCP/IP模型在网络层只支持无连接的服务,但在运输层支持面向连接和无连接两种服务。