第4章計算機網絡協議、體系結構和網絡操作系統計算機網絡協議定義計算機網絡體系結構OSI七層參考模型

TCP/IP參考模型網絡操作系統4.1 計算機網絡協議定義

計算機網絡中，協議的定義是計算機網絡中實體之間有關通信規則約定的集合。協議包含有三個要素，即：1.語法(Syntax)：數據與控制信息的格式、數據編碼等。2.語義(Semantics)：控制信息的內容，需要做出的動作及響應。3.時序(Timing)：事件先后順序和速度匹配。

4.2計算機網絡體系結構4.2.1計算機網絡體系結構的發展過程

目前計算機網絡技術中有兩大類標準。一類是正式標準，是由權威的國際標準化組織制定的。另一類是所謂已成事實的標準，此類標準不是權威組織制定的，事先也沒有作過周密規劃，但已廣泛流行。網絡標準化工作經過長期的努力，目前有三個常用的體系結構模型，是人們研究和實現網絡的參照標準：1.ISO/OSI七層模型：是從網絡理論出發設計出來的標準，層次比較清晰，功能分明，是人們討論網絡問題的基本參照系。2.TCP/IP協議簇：是Internet(因特網)的協議標準，經過長期的實踐發展起來的。3.局域網標準集IEEE802.x：集合了各種局域網絡技術，是標準化程度最為規范和成熟的一套協議。

4.2.2體系結構的概念

在計算機網絡中，我們采用“分而治之”的原則，將整個的通信過程劃分為多個層次，每一層都對網絡提供服務，都是整個網絡的一個有機組成部分，不同的層次定義不同的功能，具體分層的原則有：1.網絡中各節點都具相同的層次；2.不同節點的相同層具有相同的功能；3.同一節點內各相鄰層之間通過接口通信；4.每一層可以使用下層提供的服務，并向其上層提供服務；5.不同結節的同等層通過協議來實現對等層之間的通信。4.2計算機網絡體系結構4.2.3OSI七層參考模型

OSI七層參考模型由7個協議層組成，由底層到高層分別是物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層，如圖4-1所示。圖4-1OSI層次模型

4.2.3OSI七層參考模型數據通信中，數據的流動情況如圖4-2所示。圖4-2OSI模型數據流圖

1.物理層(PhisicalLayer)物理層是OSI七層參考模型的最底層，它為信息流(bit流)提供物理傳輸通道。它不是指連接計算機的具體的物理設備或具體的傳輸媒體，而是盡可能的屏蔽這些物理設備的差異，對它的高層即數據鏈路層提供統一的服務。為實現物理層的功能，該層協議要描述以下幾方面內容：(1)機械特性(2)電氣特性(3)功能特性(4)規程特性

2.數據鏈路層(DataLinkLayer)數據鏈路層的一個主要功能就是通過校驗、確認和反饋重發等手段將原始的物理連接改造成無差錯的數據鏈路。數據鏈路層傳輸數據的單位是幀，數據幀的格式中包括有地址信息、控制信息、數據、校驗信息。數據鏈路層的具體功能如下：(1)鏈路管理：(2)幀同步：(3)流量控制：(4)差錯控制：(5)透明傳輸：(6)尋址：網絡層傳送的數據單位是報文、分組或包。在計算機網絡中進行通信的兩個計算機之間可能要經過多個節點和鏈路，也可能要經過多個路由器所連接的通信子網，網絡層所關心的就是通信子網的運行控制，主要解決如何把報文或分組從源傳送到目標。在實現網絡層功能時，需要解決以下問題：(1)尋址：(2)交換方式：(3)路由算法：網絡層根據路由選擇算法，為數據分組通過網絡選擇最佳路徑。(4)連接服務：3.網絡層(networklayer)

4.傳輸層(transportlayer)傳輸層是第一個端對端，也是主機到主機的層次，高層用戶可以通過傳輸層的服務直接進行端到端的數據傳輸，而不必知道通信子網的存在，通信子網的更替和交換技術通過傳輸層的屏蔽不被高層用戶看到。

傳輸層從會話層接收數據報文，當所發送的報文較長時，傳輸層先把它分割成若干個報文分組，然后在交給下一層網絡層進行傳輸。

5.會話層(sessionlayer)會話層組織和管理進程間的對話，即平時我們所說的全雙工或半雙工通信。在后一種場合下，會話層提供一種數據權標來控制那一方有權發送數據。會話層的具體功能如下：(1)會話管理：如提供單方向會話或雙向同時會話，并管理會話中的發送順序，及會話所占用時間的長短。(2)會話流量控制：提供會話流量控制和交叉會話控制。(3)尋址：使用遠程地址建立會話連接。(4)出錯控制：會話層的實際工作是接收來自傳輸層的數據，并負責糾正錯誤。

6.表示層(presentationlayer)表示層為上層用戶提供共同需要的數據或信息語法表示交換。不同的機器采用不同的編碼方法來表示數據類型或數據結構，為了讓采用不同編碼方法的計算機通交換后能互相理解數據的意義，可采用抽象的標準方法來定義數據結構，并采用標準的編碼表示形式。

表示層的具體功能如下：(1)數據格式處理：協商和建立數據交換格式，解決各應用程序之間在數據格式表示上的差異。(2)數據的編碼：處理字符集和數字的轉換。(3)壓縮和解壓縮：為減少數據的傳輸量，這一層還負責數據壓縮與恢復。(4)數據的加密和解密：為提高網絡的安全型。

7.應用層(applicationlayer)應用層是OSI的最高層，它直接通過給用戶、管理者提供各類信息，來為用戶終端服務。例如虛擬終端、文件傳送、遠程用戶登錄和電子數據交換以及電子郵件等。它在其它六層的基礎上，負責完成網絡中應用程序與網絡操作系統之間的聯系，建立與結束使用者之間的聯系，并完成網絡用戶提出的各種網絡服務及應用所需的監督、管理和服務等各種協議。此外，該層還負責協調各個應用程序間的工作。

采用OSI七層模型有以下好處：1.各層之間相對獨立。2.靈活性好。3.結構上、技術上的可分割性。4.促進標準化工作。4.2.4TCP/IP參考模型4.2.4.1TCP/IP參考模型1.TCP/IP體系結構

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