计算机网络是以某种形式连接的一组计算机系统。它需要通信线路和通信设备、具有独立功能的计算机、网络软件的支持、实现数据通信和资源共享的能力四个要素的支持。计算机网络有两大参考模型,即OSI模型和TCP/IP模型。 OSI模型是理论模型,TCP/IP模型已经成为互联网事实的工业标准。目前的通信网络一般采用TCP/IP。协议套件和应用程序编程都是使用套接字编程的。
1. 网络架构关键概念
网络架构涉及以下重要概念。
协议:为在计算机网络中交换数据而建立的规则、标准或约定的集合。
通信协议:双方必须遵守的规则和约定称为通信协议。通信双方对数据的理解需要基于约定和约定。
:两个相邻层之间的边界。接口规定了下层向上层提供的服务以及服务使用的形式化规范声明(服务原语)。
服务:某一层提供的功能,可以通过接口提供给其相邻的上层。
网络架构:对计算机网络每一层的功能以及每一层所遵循的协议的精确定义的集合。
协议栈:网络各层协议按层次顺序排列的协议序列。
点对点:体现在物理二对二连接上,是一种物理拓扑。例如,光纤必须是点对点连接。点对点协议体现在IP网络层或以下两层。 IP网络层是两个路由器之间的点对点通信,中间没有其他通信设备。点对点传输的优点是发送端设备发送数据后,其任务已经完成通信工程线路软件破解版,不需要参与整个传输过程,不会浪费发送端设备的资源此外,即使接收器设备断电或发生故障,也可以使用存储转发技术对点对点传输进行缓冲。点对点传输的缺点是发送方发送数据后,不知道接收方是否或何时可以接收到数据。 IP及以下层使用点对点传输。
端到端:逻辑成对连接。端到端体现在网络传输层。例如,要从 A 向 E 传输数据,可能要经过 A->B->C->D->E。对于传输层来说Easy2Convert BMP to JPG Pro(图像转换工具),它并不知道B、C、D的存在,它只认为分组数据是直接从A到E的,这就是所谓的端到端。总之,端到端是由无数的点对点实现和组成的。
2. 网络分层模型
分层可以简化复杂的问题,网络分层也是基于这个原理。网络分层简化了网络设计,提高了网络互联的标准化程度。网络分层就是上层依赖下层,只有底层是物理实际通信,其他对等层是虚拟通信。分层的原理和方法如下图17-1所示。网络分层模型涉及以下术语。
:每一层中的活动元素,可以是任何可以发送或接收信息的硬件或软件进程。在许多情况下,实体是特定的 软件 模块。
对等实体:驻留在不同机器上同一层的实体。
服务提供者:第n层(下层)是第n+1层(上层)的服务提供者。
服务用户:n+1层(上层)为n层(下层)的服务用户。
Point (SAP):提供服务的地方,即接口上相邻的两层实体交换信息的地方。
服务与协议的关系:服务是纵向的,协议是横向的。 n层的服务用户只能看到n层的服务,看不到n层的协议。在n层协议控制下的两个对等实体之间的通信使n层能够向n+1层提供服务。实现n-层协议需要使用n-1层提供的服务。
的两种网络模型(OSI 模型和 TCP/IP 模型)是基于分层原理实现的。通过网络分层,可以获得的好处是:每一层相互独立,相邻层之间的交互只通过接口,降低了整个问题的复杂度。结构可以划分,每一层都可以用最合适的技术来实现。各层功能简单,易于实现和维护。当某一层发生变化时通信工程线路软件破解版,只要不改变接口服务之间的关系,其他层不受影响,灵活性好。分层有助于网络协议的标准化。
3.OSI 网络模型
(1)OSI 分层模型
开放系统互连(OSI)是国际标准化组织(ISO)在1984年提出的网络参考模型。作为一个概念框架,希望不同的设备制造商和应用程序软件开发者遵循这个未来的标准。现在,这种模型已经成为计算机与网络之间通信的主要模型。目前使用的大多数网络通信协议的结构都是基于OSI模型或参考OSI模型的。
OSI模型将网络分为七层,即物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层,如下图所示。
OSI分层模型的各层解释如下:
物理层是参考模型的底层。该层是网络通信的数据传输介质,由连接不同节点的电缆和设备组成。物理层指定激活、维护和停用通信端点之间的机械、电气、功能和程序特性。该层为上层协议传输数据提供了物理介质。在这一层,数据的单位称为比特。
数据链路层是参考模型的第二层。主要功能是:基于物理层提供的服务,在通信实体之间建立数据链路连接,以“帧”为单位传输数据包,利用差错控制和流量控制的方法使物理线路出现差错。进入无错误的数据链路。
网络层是参考模型的第三层。主要功能是:为节点间的数据传输建立逻辑链路,通过路由算法为数据包选择最合适的路径通过通信子网,实现拥塞控制、网络互联等功能。
传输层是参考模型的第 4 层。主要功能是为用户提供可靠的端到端服务,处理数据包错误、数据包顺序和其他一些关键的传输问题。传输层从上层屏蔽了下层数据通信的细节,是计算机通信架构中的关键层。
会话层是参考模型的第 5 层。主要功能有:负责维护两个节点之间的传输链路,保证点对点的不间断传输,以及管理数据交换等功能。
表示层是参考模型的第六层。主要功能是:用于处理两个通信系统中交换的信息的表示,主要包括数据格式转换、数据加解密、数据压缩与恢复等功能。
应用层(layer)是参考模型的最高层批量加水印,为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。
(2)OSI模型具有以下特点
属于层次网络互连模型,分为通信子网和资源子网两级结构。
只有物理层直接相连,对等层之间使用相同的点对点协议。
发送数据时,数据从高层传到低层;接收数据时,数据从低层传到高层。
4.网络分层数据流描述
下图是网络分层时的数据流图。网络中的每一层都把数据当作一个流,每一层都有自己的传输单元,物理层传输单元是比特流PS鉴定专家,只有这一层是物理数据传输,其他层是逻辑的; link 层传输单元为帧;网络层传输单元为数据包;传输层传输是段。当源主机的应用层数据传输到下层时,每一层都需要添加相应的头部,这称为封装;到达目的主机后,当数据向上层传输时,需要剥离对应的,这称为解包。
摘自《Linux 工具与编程简介》
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