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计算机网络(二)——分层与协议

时间:2021-06-13 01:31:07      阅读:28      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

计算机网络的规则——协议(protocol)

协议,是在计算机网络当中,通信双方计算机共同遵守的一组约定。这些约定包括双方计算机如何建立连接,如何断开连接等。只有通过协议的约束,计算机双方之间的通信才能变成可能。这就好比两个人交流,如果双方不会同一门语言的话,交流是无法进行下去的。相比于语言这种"协议",计算机的协议定义有以下两个特点:

1. 制定详细:因为人类具有很强大的语言容错能力,即使在交流中有一些口误,可能也能理解大致的意思。但是计算机不同,在设计协议时必须要把各种情况和异常都考虑到,所以计算机协议需要制定的非常详细。

2. 兼容性/标准化:计算机协议需要摆脱硬件的束缚,也就是双方机器虽然可能会有不同的硬件设备和不同的操作系统,但协议依旧可以生效。

分层

分层是计算机网络的最重要的特点之一,分层的目的是为了让每一层都专注于自己要做的事,而不受其他层的影响。让我拿寄邮件快递的过程类比一下,对于寄件人和收件人来说,寄件人将要寄的东西整理好,交给快递公司,收件人只需要从快递公司中取出邮件就可以了,对双方来说,快递公司是不透明的,他们只需要知道快递公司可以寄快递,具体怎么个寄法他们是不关心的。所以,我们可以把快递公司和客户看作不同的两层。在运送邮件的过程中,快递公司要选择交通工具,是空运还是客运。对快递公司来说,选择了交通工具以后,它就不关心这种交通工具的路线了,它是直达也好,需要中转也好,这些就不是快递公司要考虑的问题了,所以快递公司和交通工具也是分开的两层。在计算机网络中的分层就和这个过程类似,每一层有每一层自己的工作,每一层都要和它的上下层交互,接收下层的提供的服务,并为上层提供服务。

分层的优点:

  • 隔离性好,让每一层都专注于自身的工作
  • 便于网络系统的标准化开发,提升了网络系统的扩展性
  • 易于实现和维护

分层的缺点:

  • 不同层之间可能会处理相似的工作

 

OSI七层参考模型

为了实现这种标准化,国际标准化组织ISO制定了一个国际标准OSI参考模型,该模型共分为七层,组合起来就可以实现网络通信。

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七层模型的作用

应用层:为用户的应用程序提供网络通信服务。

表示层:处理用户数据的表示问题,实现某一特定计算机或应用程序的数据格式和网络通用的数据格式间的转化。

会话层:负责建立,维持和终止网络通信连接。

传输层:在源端和目标端之间提供可靠的数据传输。和会话层的区别在于会话层管理的是数据的逻辑地址,不负责实际的数据传输。

网络层:将网络地址转化为对应的物理地址,并选择最合适的路由传递。

数据链路层:将从物理设备传送来的0,1比特流装封为有意义数据帧,在物理层面上节点的通信传输。

物理层:负责在物理设备(传输介质)上传递比特流。

 

四层模型

OSI七层模型是一个理论上的模型,但是因为它划分的过于复杂,所以实现起来非常麻烦。实际上,OSI只是一种理想化的标准,在现实生活中,占统治地位的是TCP/IP四层模型,这个四次模型是七层模型简化合并来的。

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七层模型和四层模型的对应关系

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数据在网络中的传输形式——封装和分用

数据在向下层传递的时候,都会添加在上层传递来数据的基础上添加属于自己这一层的信息头部信息,我们把这个过程叫做封装。例如,传输层接收应用层传递过来的数据,封装自己的头部,传递给网络层。

数据在不同层之间的封装结果

  • 链路层:帧
  • 网络层:包
  • 传输层:段

对应的,在接收数据的时候,网络层会读取对应的头部信息,并将处理过后的应用数据交给具体的目标应用程序,这个过程叫做分用。分用一般依靠头部信息中的类型字段实现。

下面是数据在网络中传输的示意图:

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计算机网络(二)——分层与协议

原文:https://www.cnblogs.com/xyhj/p/14716356.html

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