正文

最近為了準(zhǔn)備面試,又再看了一遍 圖解TCP/IP,發(fā)現(xiàn)很多知識(shí)點(diǎn)看了就忘,并沒(méi)有形成一個(gè)系統(tǒng)知識(shí),那么今天開(kāi)始通過(guò)一系列的文章來(lái)系統(tǒng)總結(jié)一下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),在接下來(lái)的文章中會(huì)對(duì)重要的那幾個(gè)模型進(jìn)行講解。

分層的體系結(jié)構(gòu)

在開(kāi)始組織關(guān)于因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的想法之前,我們先看看一個(gè)人類社會(huì)與之類比的例子,實(shí)際上,在日常生活中我們一直都與復(fù)雜系統(tǒng)打交道。

想象一下有人請(qǐng)你描述比如航班系統(tǒng)的情況吧,你怎樣用一個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)描述這樣一搞復(fù)雜的系統(tǒng)?

描述這種系統(tǒng)的一種方式是,描述當(dāng)你乘某個(gè)航班時(shí),你乣采取的一系列動(dòng)作,你要購(gòu)買機(jī)票,托運(yùn)行李,去登機(jī)口,并最終登上這次航班。該飛機(jī)起飛,飛行到目的地。當(dāng)飛機(jī)著落后,你從登機(jī)口離機(jī)并認(rèn)領(lǐng)行李。如果這次行程不理想,你向票務(wù)機(jī)構(gòu)投訴這次航班(當(dāng)然你的努力并沒(méi)有什么卵用)

這個(gè)時(shí)候我們已經(jīng)能從這里看出與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的某些類似: 航空公司把你從源送到目的地;

觀察上圖,該圖將航線功能劃分為一些層次,提供了我們能夠討論航線旅行的框架。注意到每個(gè)層次與下面的層次結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)了某些功能、服務(wù)。在票務(wù)層及以下,完成了一個(gè)人從航線柜臺(tái)到航線柜臺(tái)的轉(zhuǎn)移。在行李層及一下,完成了人和行李從行李托運(yùn)到行李認(rèn)領(lǐng)的轉(zhuǎn)移等等。 價(jià)值 利用分層的體系結(jié)構(gòu),我們可以討論一個(gè)大而復(fù)雜系統(tǒng)的定義良好的特定部分。這種簡(jiǎn)化本身由于模塊化而具有很高價(jià)值,這使某層所提供的服務(wù)易于改變,只要該層對(duì)其上面的層提供相同的服務(wù),并且使用來(lái)自下面層次的相同服務(wù),當(dāng)某層的實(shí)現(xiàn)變化時(shí),該系統(tǒng)的其余部分保持不變

協(xié)議的分層

ISO 在制定標(biāo)準(zhǔn)化 OSI 之前,對(duì)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行了充分的討論,最終提出了作為通信協(xié)議設(shè)計(jì)指標(biāo)的 OSI 參考模型,這一模型將通信協(xié)議中必要的功能分成了七層。

在這一模型中,每個(gè)分層都接收由它下一層所提供的特定服務(wù),并且負(fù)責(zé)為自己的上一層提供特定的服務(wù),上下層之間進(jìn)行交互時(shí)所遵循的約定叫作 "接口",同一層之間的交互所遵循的約定叫作協(xié)議。

協(xié)議分層就如同前端開(kāi)發(fā)中的模塊化開(kāi)發(fā),它希望實(shí)現(xiàn)從第一層到第七層的所有模塊,并將它們組合起來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信,分層可以將每個(gè)分層獨(dú)立使用,即使系統(tǒng)中某些分層發(fā)生變化,也不會(huì)波及整個(gè)系統(tǒng),因此可以構(gòu)造一個(gè)擴(kuò)展性和靈活性都較強(qiáng)的系統(tǒng)。

OSI參考模型

OSI 參考模型將這一個(gè)復(fù)雜的協(xié)議整理并分為了易于理解的七個(gè)分層

應(yīng)用層

應(yīng)用層位于 OSI 分層結(jié)構(gòu)的第七層,它是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序及它們的應(yīng)用層協(xié)議存留的地方。因特網(wǎng)的應(yīng)用層包括許多協(xié)議,例如 HTTP,它提供了 Web 文檔的騎牛和傳送、SMTP ,它提供了電子郵件報(bào)文的傳輸和 FTP 它提供了兩個(gè)端系統(tǒng)之間的文件傳送。

在我們使用瀏覽器的時(shí)候,瀏覽器里輸入 www.baidu.com 豬樣友好的端系統(tǒng)名字轉(zhuǎn)換為32比特的網(wǎng)絡(luò)地址,也是借助于特定的應(yīng)用層協(xié)議即域名系統(tǒng) DNS 完成的。

應(yīng)用層協(xié)議分布在多個(gè)端系統(tǒng)上,而一個(gè)端系統(tǒng)中的應(yīng)用程序使用協(xié)議與另一個(gè)端系統(tǒng)中的應(yīng)用程序交換信息分組,我們把這種位于應(yīng)用層的信息分組稱為報(bào)文。

表示層

表示層位于 OSI 分層結(jié)構(gòu)的第六層,它的主要作用是將應(yīng)用處理的信息轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母袷?或?qū)?lái)自下一層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為上一層能夠處理的格式,因此它主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。

具體來(lái)說(shuō)就是將設(shè)備固有的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)傳輸格式,不同設(shè)備對(duì)統(tǒng)一比較溜解釋的結(jié)果可能會(huì)不同,它們會(huì)將接收不同表現(xiàn)形式的信息,如文字流、圖像、聲音進(jìn)行轉(zhuǎn)換,壓縮,加密,或者打包。

會(huì)話層

會(huì)話層位于 OSI 分層結(jié)構(gòu)的第五層,它的主要作用是負(fù)責(zé)建立和斷開(kāi)通信連接(數(shù)據(jù)流動(dòng)的邏輯通路),以及數(shù)據(jù)的分割等數(shù)據(jù)傳輸和相關(guān)管理。

傳輸層

傳輸層位于 OSI 分層結(jié)構(gòu)的第四層,它在應(yīng)用程序端點(diǎn)之間傳送應(yīng)用報(bào)文層報(bào)文,在因特網(wǎng)當(dāng)中,有兩種傳輸協(xié)議,它們分別是 TCP 和 UDP,利用其中的人一個(gè)都能運(yùn)輸應(yīng)用層報(bào)文。

TCP 向它的應(yīng)用程序提供了面向鏈接的服務(wù),這種服務(wù)包括了應(yīng)用層報(bào)文想目的地確保傳遞和流量控制,即發(fā)送方/接收方速率匹配。TCP 也將長(zhǎng)報(bào)文劃分為短報(bào)文,并提供擁塞控制機(jī)制,因此當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí),源抑制其傳輸速率。

UDP 協(xié)議向它的應(yīng)用程序提供無(wú)連接服務(wù),這是一種不提供不必要服務(wù)的服務(wù),沒(méi)有可靠性,沒(méi)有流量控制,也沒(méi)有擁塞控制，傳輸層的分組也稱為報(bào)文段。

網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層位于 OSI 分層結(jié)構(gòu)的第三層,它負(fù)責(zé)將稱為數(shù)據(jù)報(bào)的網(wǎng)絡(luò)層分組從一臺(tái)主機(jī)移動(dòng)到另一臺(tái)主機(jī),也就是目的地址。

在一臺(tái)源主機(jī)中的傳輸層協(xié)議 TCP 或 UDP 向網(wǎng)絡(luò)層遞交傳輸層報(bào)文段和目的地址,就像你通過(guò)郵政服務(wù)寄信件時(shí)提供一個(gè)目的地址一樣,網(wǎng)絡(luò)層確定的是主機(jī)到主機(jī),而傳輸層確定的是進(jìn)程到進(jìn)程之間。

目的地址可以是多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)路由器連接而成的某一個(gè)地址,因此這一層主要負(fù)責(zé)尋址和路由選擇。

鏈路層

鏈路層位于 OSI 分層結(jié)構(gòu)的第二層,它主要負(fù)責(zé)的是物理層面上的互連、節(jié)點(diǎn)之間的通信傳輸。

它會(huì)將 0、1 序列劃分為具有意義的數(shù)據(jù)幀傳送給對(duì)端(數(shù)據(jù)幀的生成和接收),它只負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)運(yùn)送給物理相連的六安段,并不負(fù)責(zé)直接發(fā)送到最終地址。

物理層

物理層位于 OSI 分層結(jié)構(gòu)的第一層,雖然鏈路層的任務(wù)是將整個(gè)幀從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)元素移動(dòng)到臨近的網(wǎng)絡(luò)元素,而物理層的任務(wù)是將該幀中的一個(gè)個(gè)比特從一個(gè)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn),在這層中的協(xié)議仍然是鏈路相關(guān)的,并且進(jìn)一步與該鏈路(雙絞銅線、單模光纖)的實(shí)際傳輸媒體相關(guān)。

它實(shí)際上就是將數(shù)據(jù)的 0、1 轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或者光信號(hào),通過(guò)光纖、雙絞線甚至是無(wú)線電波等介質(zhì)傳輸?shù)街付ǖ牡刂芬赃_(dá)到數(shù)據(jù)傳輸。

參考文獻(xiàn)

• 書(shū)籍: 圖解TCP/IP;
• 書(shū)籍: 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原書(shū)第七版;

以上就是詳解通過(guò) OSI 七層模型打開(kāi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)大門(mén)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于OSI 七層模型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！