ISO/OSI參考模型
在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的初期悬蔽,有許多研究機(jī)構(gòu)扯躺,計(jì)算機(jī)廠商和公司都大力發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。推出了許多商品化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)蝎困,這種自行發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)录语,在體系結(jié)構(gòu)上差異很大,以至于它們之間互不相讓禾乘,難于相互連接以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)澎埠。為此國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO提出了開放系統(tǒng)互連參考模型OSI/RM,
OSI參考模型是研究如何把開放系統(tǒng)(即為了與其他系統(tǒng)通信而相互開放的系統(tǒng))連接起來的標(biāo)準(zhǔn)。
OSI參考模型將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分成7層始藕,每層是一個模塊蒲稳,用于執(zhí)行某種主要功能,并具有自己的一套通信協(xié)議鳄虱。
下四層是為數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的弟塞,物理層是真正的傳輸數(shù)據(jù)的,數(shù)據(jù)鏈路層拙已、網(wǎng)絡(luò)層决记、傳輸層主要是寫入對應(yīng)數(shù)據(jù)的傳輸信息的
- 物理層:比特
物理層是OSI參考模型的最低層,它利用傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接倍踪。它主要關(guān)心的是通過物理鏈路從一個節(jié)點(diǎn)向另一個節(jié)點(diǎn)傳送比特流
- 數(shù)據(jù)鏈路層:幀
數(shù)據(jù)鏈路層是為網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)的系宫,解決兩個相鄰結(jié)點(diǎn)之間的通信問題索昂,傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元稱為數(shù)據(jù)幀
數(shù)據(jù)幀中保存的最主要的信息是網(wǎng)卡的 mac 地址,控制碼扩借、數(shù)據(jù)及校驗(yàn)碼等信息椒惨。
該層的主要作用是通過校驗(yàn)、確認(rèn)和反饋重發(fā)等手段潮罪,將不可靠的物理鏈路轉(zhuǎn)換成對網(wǎng)絡(luò)層來說無差錯的數(shù)據(jù)鏈路
據(jù)鏈路層還要協(xié)調(diào)收發(fā)雙方的數(shù)據(jù)傳輸速率康谆,即進(jìn)行流量控制靡挥,以防止接收方因來不及處理發(fā)送方來的高速數(shù)據(jù)而導(dǎo)致緩沖器溢出及線路阻塞
- 網(wǎng)絡(luò)層:報文
網(wǎng)絡(luò)層是為傳輸層提供服務(wù)的踢械,傳送的協(xié)議數(shù)據(jù)單元稱為數(shù)據(jù)包或分組
保存的最主要的信息是 IP 地址,IP 地址是負(fù)責(zé)外網(wǎng)通信的件甥,發(fā)件人和收件人的IP 地址
-傳輸層:TPDU--傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元
傳輸層的作用是為上層協(xié)議提供端到端的可靠和透明的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)何恶,包括處理差錯控制和流量控制等問題
確定端口號(IP是尋找互聯(lián)網(wǎng)中的哪個電腦孽锥,端口是尋找電腦中的哪個應(yīng)用服務(wù))
確定傳輸協(xié)議是可靠的還是不可靠的(UDP、TCP)
為用戶提供服務(wù)的上三層
- 會話層:SPDU--會話協(xié)議數(shù)據(jù)單元
會話層主要功能是管理和協(xié)調(diào)不同主機(jī)上各種進(jìn)程之間的通信(對話)细层,即負(fù)責(zé)建立惜辑、管理和終止應(yīng)用程序之間的會話
確定網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)是否要通過遠(yuǎn)程會話
- 表示層:SPDU--表示協(xié)議數(shù)據(jù)單元
表示層處理流經(jīng)結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)編碼的表示方式問題,以保證一個系統(tǒng)應(yīng)用層發(fā)出的信息可被另一系統(tǒng)的應(yīng)用層讀出
該層可提供一種標(biāo)準(zhǔn)表示形式疫赎,用于將計(jì)算機(jī)內(nèi)部的多種數(shù)據(jù)表示格式轉(zhuǎn)換成
網(wǎng)絡(luò)通信中采用的標(biāo)準(zhǔn)表示形式
數(shù)據(jù)壓縮和加密也是表示層可提供的轉(zhuǎn)換功能之一
- ** 應(yīng)用層:APDU--應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元**
應(yīng)用層是OSI參考模型的最高層盛撑,是用戶與網(wǎng)絡(luò)的接口。該層通過應(yīng)用程序來完成網(wǎng)絡(luò)用戶的應(yīng)用需求捧搞,如文件傳輸撵彻、收發(fā)電子郵件等
TCP/IP參考模型
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)是傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議,它起源于美國ARPANET实牡,由它的主要協(xié)議即TCP協(xié)議和IP協(xié)議而得名。
TCP/IP是Internet上所有網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)之間進(jìn)行交流所使用的共同“語言”轴合,是Internet上使用的一組完整的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)議创坞。
通常說的TCP/IP協(xié)議實(shí)際上包含了大量的協(xié)議和應(yīng)用,且由多個獨(dú)立定義的協(xié)議組合在一起受葛,因此题涨,更確切的說,應(yīng)該稱其為TCP/IP協(xié)議集
由于Internet在全世界飛速發(fā)展总滩,使得TCP/IP協(xié)議得到了廣泛的應(yīng)用纲堵,雖然TCP/IP不是ISO的標(biāo)準(zhǔn),但是廣泛的應(yīng)用也使得TCP/IP成為一種“事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)”闰渔,并形成了TCP/IP參考模型席函。TCP/IP在不斷發(fā)展過程中吸收了OSI標(biāo)準(zhǔn)中的概念和特征。
TCP/IP協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)
開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)冈涧,可以免費(fèi)使用茂附,并且獨(dú)立于特定的計(jì)算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)正蛙。
獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件,可以運(yùn)行在局域網(wǎng)营曼,廣域網(wǎng)中乒验,更適合用于互聯(lián)網(wǎng)中。
統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案蒂阱,使得整個TCP/IP設(shè)備在網(wǎng)中都具有唯一的地址锻全。
標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議,可以提供多種可靠的用戶服務(wù)录煤。
TCP/IP參考模型各層的功能
- 網(wǎng)絡(luò)接口層
在TCP/IP模型中鳄厌,網(wǎng)絡(luò)接口層是TCP/IP模型的最底層,負(fù)責(zé)接收從網(wǎng)絡(luò)層交付的IP數(shù)據(jù)包辐赞,并將IP數(shù)據(jù)包通過底層物理網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去部翘,或者從底層物理網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀,抽出IP數(shù)據(jù)報响委,交給網(wǎng)絡(luò)層
- 網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)獨(dú)立地將分組從源主機(jī)送往目的主機(jī)新思,為分組提供最佳路徑選擇和交換功能,并使這一過程與它們所經(jīng)過的路徑和網(wǎng)絡(luò)無關(guān)赘风。
- 傳輸層
傳輸層的作用是在源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的兩個對等實(shí)體間提供可靠的端到端的數(shù)據(jù)通信
- 應(yīng)用層
應(yīng)用層為用戶提供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用夹囚,并為這些應(yīng)用提供網(wǎng)絡(luò)支撐服務(wù),把用戶的數(shù)據(jù)發(fā)送到低層邀窃,為應(yīng)用程序提供網(wǎng)絡(luò)接口荸哟。
TCP/IP協(xié)議集
網(wǎng)絡(luò)接口層協(xié)議
包括各種物理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,例如Ethernet瞬捕、令牌環(huán)鞍历、幀中繼、ISDN和分組交換網(wǎng)X.25等肪虎。當(dāng)各種物理網(wǎng)絡(luò)被用做傳輸IP數(shù)據(jù)包的通道時劣砍,這種傳輸過程就可以認(rèn)為是屬于這一層的內(nèi)容
網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議
包括多個重要協(xié)議,主要協(xié)議有4個扇救,即IP刑枝、ARP、RARP和ICMP
網(wǎng)際協(xié)議(Internet Protocol迅腔,IP)是其中的核心協(xié)議装畅,IP協(xié)議規(guī)定網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)分組的格式
Internet控制消息協(xié)議(Internet Control Message Protocol,ICMP)提供網(wǎng)絡(luò)控制和消息傳遞功能
地址解釋協(xié)議(Address Resolution Protocol沧烈,ARP)用來將邏輯地址解析成物理地址掠兄。
反向地址解釋協(xié)議(Reverse Address Resolution Protocol,RARP)通過RARP廣播,將物理地址解析成邏輯地址
傳輸層協(xié)議
主要包含TCP和UDP兩個協(xié)議
傳輸控制協(xié)議(Transport Control Protocol徽千,TCP)是面向連接的協(xié)議苫费,用三次握手和滑動窗口機(jī)制來保證傳輸?shù)目煽啃院瓦M(jìn)行流量控制。
用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(User Datagram Protocol双抽,UDP)是面向無連接的不可靠運(yùn)輸層協(xié)議百框。
應(yīng)用層協(xié)議
包括了眾多的應(yīng)用與應(yīng)用支撐協(xié)議。
常見的應(yīng)用層協(xié)議有:文件傳輸協(xié)議(FTP)牍汹、超文本傳輸協(xié)議(HTTP)铐维、簡單郵件傳輸協(xié)議(SMTP)、遠(yuǎn)程登錄(Telnet)慎菲。
常見的應(yīng)用支撐協(xié)議包括域名服務(wù)(DNS)和簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)等嫁蛇。
TCP/IP通信數(shù)據(jù)流
TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模型處理數(shù)據(jù)的過程描述如下:
(1)生成數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶發(fā)送一個電子郵件信息時露该,它的字母或數(shù)字字符被轉(zhuǎn)換成可以通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)睬棚。
(2)為端到端的傳輸將數(shù)據(jù)打包。通過對數(shù)據(jù)打包來實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的傳輸解幼。通過使用端傳輸功能確保在兩端的信息主機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)行可靠的通信抑党。
(3)在首部上附加目的網(wǎng)絡(luò)地址。數(shù)據(jù)被放置在一個分組或者數(shù)據(jù)報中撵摆,其中包含了帶有源和目的邏輯地址的網(wǎng)絡(luò)首部底靠,這些地址有助于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在動態(tài)選定的路徑上發(fā)送這些分組。
(4)附加目的數(shù)據(jù)鏈路層MAC地址到數(shù)據(jù)鏈路首部特铝。每一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須將分組放置在幀中暑中,該幀的首部包括在路徑中下一臺直接相連設(shè)備的物理地址。
(5)傳輸比特鲫剿。幀必須轉(zhuǎn)換成“1”和“0”的信息模式鳄逾,才能在介質(zhì)上進(jìn)行傳輸。時鐘功能(Clocking Function)使得設(shè)備可以區(qū)分這些在介質(zhì)上傳輸?shù)谋忍亓榱锢砘ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)上的介質(zhì)可能隨著使用的不同路徑而有所不同严衬。例如,電子郵件信息可以起源于一個局域網(wǎng)LAN笆呆,通過校園骨干網(wǎng),然后到達(dá)廣域網(wǎng)WAN鏈路粱挡,直到到達(dá)另一個遠(yuǎn)端局域網(wǎng)LAN上的目的主機(jī)為止赠幕。