网络参考模型是为了规范和设计网络体系结构提出的抽象模型,具有代表性的参考模型有:osi参考模型与tcp/ip参考模型。
osi参考模型
为了更大范围的共享资源和通信
osi参考模型定义了开放系统的层次结构和各层所提供的服务
osi参考模型清晰地分开了服务、接口和协议
服务描述了每一层的功能
接口定义了某层提供服务如何被高层访问
协议是每一层功能的实现方法
通过区分这些概念,osi将功能定义与实现细节分开,使它具有普遍的适应能力
osi参考模型本身不是网络体系结构
按照定义,网络体系结构是网络层次结构和相关协议的集合
osi参考模型并没有精确定义各层的协议,没有讨论编程语言、操作系统、应用程序和用户界面,只描述了每一层的功能
七个层次
物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层、
特点:
每个层次的对应实体之间都通过各自的协议通信
各个计算机系统都有相同的层次结果
不同系统的相应层次有相同的功能
同一系统的各个层次之间通过接口联系
相邻的两层之间,下层为上层提供服务,同时上层使用下层提供的服务。
2.2.2物理层(physical layer)
是osi的最低层,是整个开放系统的基础。
物理层保证通信信道上传输“0”和“1”二进制比特流,用以建立、维持和释放数据链路实体间的连接
不是指的物理传输介质,是介于数据链路层和物理传输介质之间的一层,是Osi参考模型的最底层,起着数据链路层到物理传输介质之间的逻辑接口的作用
提供物理连接服务、物理服务数据单元服务
顺序化服务
物理层协议被设计来控制传输媒介,规定传输媒介本身及与其相连接接口的机械、电气、功能和过程特性。以提供传输媒介对计算机系统的独立性
2.2.3数据链路层(Data link layer)
其主要功能是在物理层提供的比特服务基础上,在相邻结点之间提供简单的通信链路,传输以帧为单位的数据,同时还负责数据链路的流量控制、差错控制
加强物理层原始比特流的传输功能,建立、维持和释放网络实体之间的数据链路连接,使之对网络层呈现为一条无差错通路
数据链路层基本任务就是数据链路的激活、保持、去活,以及对数据的检错与纠错
数据链路层传输单元是帧,将数据封装在不同的帧发送,并处理接收端送回的确认帧
协议不同,帧长短和分界也有差别,必须对帧进行定界
一般在帧的开头和结尾附加特殊的二进制编码产生和识别帧界
相邻结点之间的数据交换应保证帧同步和各帧的顺序传送,对损坏、丢失、和重复的帧应能进行处理,过程对网络层应该是透明的
差错检测采用奇偶校验和循环冗余码检测
丢失帧或重复用序号检测
错误后的修复靠反馈重发机制完成
数据链路层必须保证相邻结点之间发送和接收速度的匹配,也就是流量控制
把不可靠的变成可靠的传输给网络层
ieee 802.3数据链路层两个子层
逻辑链路控制(logical link control llc)
介质接入控制(medium access control mac)
常见 的产品
网卡网桥modem
2.2.4网络层(network layer)
完成对通信子网的运行控制
通过网络连接交换传输层实体发出的数据,使得高层的设计考虑不依赖于数据传送技术和中继或路由,同时也使数据传送和高层隔离
网络层提供交换和路由功能,以激活、保持和终止网络层连接
为了在一条数据链路复用多条网络连接,多采用异步复用技术,包括逻辑信道和虚电路
网络层把高层发来数据组织成分组在子网结点之间交换传送,交换过程中的关键问题就是选择路径
0.1路径固定不变(通过静态路由表实现)
0.2根据负载情况动态变化
2.2.5传输层tranport layer
向用户提供可靠的、透明的端到端的数据传输,以及差错控制和流量控制机制
网络硬件技术的任何变化对高层都是不可见的,会话、表示、应用层的设计不考虑底层硬件细节
是第一个事实上的端到端的层
传输层可能提供一条无差错按顺序的端到端连接,不保证顺序的独立报文传输,多目标广播与组播
传输连接在两端进行流量控制,以免高速主机发送的信息流淹没低速主机
传输层以下的功能层协议都是通信子网中的协议
2.2.6会话层(session layer)
提供两个互相通信的应用进程之间的会话机制,建立、组织和协调双方的交互(interaction)
,并使得会话同步
会话、表示、应用层构成开放系统的高三层,对应用进程提供分布处理、会话管理、信息表示、修复最后的差错等
担负应用进程的服务要求,主要功能是对话管理、数据流同步和重新同步。
服务之一是管理对话,除单程对话外,可以允许双程同时对话或双程交替对话
另一个服务是控制两个表示层实体间的数据交换过程,如分界、同步等。提供一个同步点机制,可使通信会话在通信失效时从同步点继续恢复通信
提供了隔离功能,即用户要求在数据积累到一定数量前,不把数据传送到目的地,在某一点前或一个合法的进程之后所到达的数据都是无意义的
2.2.7表示层(presentation layer)
为异种主机通信提供一种公用语言,以便能进行互操作
定义了一种抽象语法(ASN.1)及其编码规则,
提供执行会话层服务手段
提供描述数据结构的方法
管理当前所需的数据结构集
完成数据的内部格式与外部格式间的转换
为了提高通信效率(压缩/解压缩)、增强安全性(加密/解密)等数据语法转换
2.2.8应用层application layer
是开放系统体系结构的最高层,这一层的协议直接为应用进程提供服务
是管理开放系统的互联,系统启动、维持和终止,保持进程间建立连接所需要的数据记录,其他层都是为支持这一层的功能存在
一个应用是由一些合作的应用进程组成,这些进程根据应用层协议相互通信
在实现多个系统应用进程通信同时,完成一些列业务处理所需的服务
osi低三层属于通信子网,涉及为用户间提供透明连接,主要以每条链路(hop-by-hop)为基础,在结点间的各条数据链路上通信
由网络层来控制各条链路上的通信,但依赖于其他结点的协调操作
高三层属于资源子网,主要涉及保证信息以正确可理解的形式传送
传输层是高三层和低三层之间的接口,是第一个端到端的层,保证透明的端到端连接,满足用户的服务质量要求,向高三层提供合适的信息形式
网络终端协议(TELNET),实现远程登录功能
文件传输协议FTP,用于交互式文件传输
网络新闻传输协议NNTP,为用户提供新闻订阅功能
域名系统DNS,负责机器名字到IP地址的转换
简单网络管理协议SNMP,负责网络管理
路由信息协议RIP/OSPF,负责路由信息交换