网络分层协议图以及各层的简介
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网络层次的划分
总体划分
ISO提出的OSI(Open System Interconnection)模型将网络分为七层,即 物理层( Physical )、 数据链路层(Data Link)、 网络层(Network)、 传输层(Transport)、 会话层(Session)、 表示层(Presentation)和 应用层(Application)。
1. 物理层
物理层(Physical layer)是参考模型的最低层。该层是网络通信的数据传输介质,由连接不同结点的电缆与设备共同构成。主要功能是:利用传输介质为数据链路层提供物理连接,负责处理数据传输并监控数据出错率,以便数据流的透明传输。
2. 数据链路层
数据链路层(Data link layer)是参考模型的第2层。 主要功能是:在物理层提供的服务基础上,在通信的实体间建立数据链路连接,传输以“帧”为单位的数据包,并采用差错控制与 流量控制方法,使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。
3. 网络层
网络层(Network layer)是参考模型的第3层。主要功能是:为数据在结点之间传输创建逻辑链路,通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径,以及实现拥塞控制、 网络互联等功能。
4. 传输层
传输层(Transport layer)是参考模型的第4层。主要功能是向用户提供可靠的端到端(End-to-End)服务,处理数据包错误、数据包次序,以及其他一些关键传输问题。传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节,因此,它是计算机通信体系结构中关键的一层。
5. 会话层
会话层(Session layer)是参考模型的第5层。主要功能是:负责维扩两个结点之间的传输链接,以便确保点到点传输不中断,以及管理数据交换等功能。
6. 表示层
表示层(Presentation layer)是参考模型的第6层。主要功能是:用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式,主要包括数据格式变换、 数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。
7. 应用层
应用层(Application layer)是参考模型的最高层。主要功能是:为 应用软件提供了很多服务,例如文件服务器、数据库服务、 电子邮件与其他网络软件服务。
编辑本段对网络分层的理解
许多所谓的网络课程都是从教你记住OSI模型中的每一个层的名字和这个模型中包含的每一个协议开始的。这样做是不必要的。甚至第5层和第6层是完全可以忽略的。 国际标准组织(ISO)制定了OSI模型。这个模型把网络通信的工作分为7层。1至4层被认为是低层,这些层与数据移动密切相关。5至7层是高层,包含 应用程序级的数据。每一层负责一项具体的工作,然后把数据传送到下一层。 物理层(也即OSI模型中的第一层)在课堂上经常是被忽略的。它看起来似乎很简单。但是,这一层的某些方面有时需要特别留意。物理层实际上就是布线、光纤、网卡和其它用来把两台网络通信设备连接在一起的东西。甚至一个信鸽也可以被认为是一个1层设备(参见RFC 1149)。网络故障的排除经常涉及到1层问题。我们不能忘记用五类线在整个一层楼进行连接的传奇故事。由于办公室的椅子经常从电缆线上压过,导致网络连接出现断断续续的情况。遗憾的是,这种故障是很常见的,而且排除这种故障需要耗费很长时间。 第2层是以太网等协议。最重要的是应该理解网桥是什么。交换机可以看成网桥,人们现在都这样称呼它。网桥都在2层工作,仅关注以太网上的MAC地址。如果你在谈论有关MAC地址、交换机或者网卡和驱动程序,你就是在第2层的范畴。集线器属于第1层的领域,因为它们只是电子设备,没有2层的知识。第2层的相关问题在本网络讲座中有自己的一部分,因此现在先不详细讨论这个问题的细节。现在只需要知道第2层把数据帧转换成二进制位供1层处理就可以了。在往下讲之间,你应该回过头来重新阅读一下上面的内容,因为经验不足的网络管理员经常混淆2层和3层的区别。 如果你在谈论一个IP地址,那么你是在处理第3层的问题,这是“数据包”问题,而不是第2层的“帧”。IP是第3层问题的一部分,此外还有一些路由协议和 地址解析协议(ARP)。有关路由的一切事情都在第3层处理。地址解析和路由是3层的重要目的。 第4层是处理信息的传输层。第4层的 数据单元也称作数据包(packets)。但是,当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法,TCP的数据单元称为“ 段(segments)”而UDP的数据单元称为“ 数据报(datagrams)”。这个层负责获取全部信息,因此,它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其它在传输过程中可能发生的危险。理解第4层的另一种方法是,第4层提供端对端的通信管理。像TCP等一些协议非常善于保证通信的可靠性。有些协议并不在乎一些数据包是否丢失,UDP协议就是一个主要例子。 第5层和第6层的功能。有一些应用程序和协议在5层和6层。但是,对于理解网络问题来说,谈论这些问题没有任何益处。请大家注意,第7层是“一切”。7层称作“应用层”,是专门用于应用程序的。如果你的程序需要一种具体格式的数据,你可以发明一些你希望能够把数据发送到目的地的格式,并且创建一个第7层协议。 SMTP、DNS和FTP都是7层协议。学习OSI模型中最重要的事情是它实际代表什么意思。
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