計算機網絡:OSI七層網絡模型及相關協議

一、應用層

  功能:爲應用程序提供服務並規定應用程序中通信相關的細節;

  包括的協議如下:

  1、超文本傳輸協議HTTP:這是一種基本的客戶機/服務器的訪問協議;瀏覽器向服務器發送請求,而服務器會應相應的網頁。

  2、文本傳輸協議FTP:提供交互式的訪問,基於客戶服務器模式,面向連接,使用TCP可靠的傳輸服務

    主要功能:減少/消除不同操作系統下文件的不兼容性

  3、遠程登錄協議TELNET:客戶服務器模式,能適應許多計算機和操作系統的差異,網絡虛擬終端NVT的意義

  4、簡單郵件傳送協議SMTP:Client/Server模式,面向連接

    基本功能:寫信、傳送、報告傳送情況、顯示信件、接收方處理信件

  5、DNS域名解析協議:DNS是一種用以域名轉換爲IP地址的Internet服務

  6、簡單文件傳送協議TFTP:客戶服務器模式,使用UDP數據報,只支持文件傳輸,不支持交互,TFTP代碼佔內存小

  7、簡單網絡管理協議SNMP:SNMP模型的4個組件:被管理結點、管理站、管理信息、管理協議

    SNMP代理:運行SNMP管理進程的被管理結點

    對象:描述設備的變量

    管理信息庫(MIB):保存所有對象的數據結構

  8、DHCP動態主機配置協議:發現協議中的引導文件名、空終止符、屬名或者空,DHCP供應協議中的受限目錄路徑名options- 可選參數字段,參考定義選擇列表中的選擇文件

規定通信協議:爲用戶的應用程序和各種網絡服務之間提供相應的接口 (協議)
常見網絡服務:www、Email、FTP

二、表示層

  將應用處理的信息轉換爲適合網絡傳輸的格式,或將來自下一層的數據轉換爲上層能夠處理的格式;主要負責數據格式的轉換,確保一個系統的應用層信息可被另一個系統應用層讀取。具體來說,就是將設備固有的數據格式轉換爲網絡標準傳輸格式,不同設備對同一比特流解釋的結果可能會不同;因此,主要負責使它們保持一致。

三、會話層

  負責建立和斷開通信連接(數據流動的邏輯通路),記憶數據的分隔等數據傳輸相關的管理。

協商雙工,分割進程間數據(把接受到的數據分配給對應的進程)
a.允許同時發送和接收 全雙工 (網卡)
b.不能同時發送和接收 單工 (光纖)
c.同一時間發送和接收不能同時進行 半雙工 ( 對講機)

四、傳輸層

  只在通信雙方的節點上(比如計算機終端)進行處理,而無需在路由器上處理,傳輸層是OSI中最重要、最關鍵的一層,是唯一負責總體的數據傳輸和數據控制的一層。

  傳輸層提供端的交換數據的機制,檢查分組編號與次序,傳輸層對其上三層如會話層等,提供可靠的傳輸服務,對網絡層提供可靠的目的地站點信息。

  在這一層,數據的單位稱爲數據段(segment)

  主要功能:

  1、爲端到端連接提供傳輸服務

  2、這種傳輸服務分爲可靠和不可靠的,其中TCP是典型的可靠傳輸,而UDP則是不可靠傳輸

  3、爲端到端連接提供流量控制,差錯控制,服務質量等管理服務

  包括的協議如下:

  TCP:傳輸控制協議、傳輸效率低,可靠性強

  UDP:用戶數據報協議,適用於傳輸可靠性要求不高,數據量小的數據(比如QQ)

  DCCP、SCTP、RTP、RSVP、PPTP等協議

傳輸層是整個網絡體系結構中的關鍵層次之一。IP數據報中的首部明確標記了兩個主機的IP地址,但是“兩個主機之間的通信”說法不清楚,因爲真正進行通信的實體是主機中的進程。根據應用程序的不用需求,運輸層需要兩種不同的運輸協議,即面向連接的TCP和無連接的UDP。TCP數據單元爲段 而UDP中數據單元爲數據報。

TCP 面向連接 全雙工 面向字節流 每一條TCP連接有兩個端點,這兩個端點是什麼呢?不是主機,也不是主機IP,不是應用進程,也不是運輸層的協議端口。TCP鏈接的端點叫做套接字(socket)=IP地址:端口號
TCP的三次握手和四次揮手

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TCP的可靠傳輸的實現:1.滑動窗口 2.超時重傳 3.選擇確認 SACK

TCP的流量控制:滑動窗口

TCP的擁塞控制:慢開始與擁塞避免

UDP是無連接 盡最大努力交付 面向報文 首部開銷小 8字節 比TCP的20個字節小

五、網絡層

  將數據傳輸到目標地址;目標地址可以使多個網絡通過路由器連接而成的某一個地址,主要負責尋找地址和路由選擇,網絡層還可以實現擁塞控制、網際互連等功能

在這一層,數據的單位稱爲數據包(packet)

網絡層協議的代表包括:IP、IPX、RIP、OSPF等

六、數據鏈路層:

  負責物理層面上的互聯的、節點間的通信傳輸(例如一個以太網的相連的2個節點之間的通信);該層的作用包括物理地址尋址、數據的成幀、流量控制、數據的檢錯、重發等。

在這一層,數據的單位稱爲幀(frame)

數據鏈路層協議的代表包括:ARP、RARP、SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等

七、物理層:

  負責0、1比特流(0/1序列)與電壓的高低、光的閃滅之間的轉換

  規定了激活、維持、關閉通信端點之間的機械特性、電氣特性、功能特性以及過程特性;該層爲上層協議提供了一個傳輸數據的物理媒體。只是說明標準

  在這一層,數據的單位稱爲比特(bit)

  屬於物理層定義的典型規範代表包括:EIA/TIA、RS-232、EIA/TIA、RS-449、V.35、RJ-45、fddi令牌環網等。

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