協(xié)議定義
1、網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)(network architecture):是計算機之間相互通信的層次,以及各層中的協(xié)議和層次之間接口的集合。
2、網(wǎng)絡協(xié)議:是計算機網(wǎng)絡和分布系統(tǒng)中互相通信的對等實體間交換信息時所必須遵守的規(guī)則的集合。
3、語法(syntax):包括數(shù)據(jù)格式、編碼及信號電平等。
4、語義(semantics):包括用于協(xié)議和差錯處理的控制信息。
5、定時(timing):包括速度匹配和排序。
計算機網(wǎng)絡是一個非常復雜的系統(tǒng),需要解決的問題很多并且性質(zhì)各不相同。所以,在arpanet設計時,就提出了“分層”的思想,即將龐大而復雜的問題分為若干較小的易于處理的局部問題。1974年美國ibm公司按照分層的方法制定了系統(tǒng)網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)sna(system network architecture)。sna已成為世界上較廣泛使用的一種網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)。
一開始,各個公司都有自己的網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu),就使得各公司自己生產(chǎn)的各種設備容易互聯(lián)成網(wǎng),有助于該公司壟斷自己的產(chǎn)品。但是,隨著社會的發(fā)展,不同網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的用戶迫切要求能互相交換信息。為了使不同體系結(jié)構(gòu)的計算機網(wǎng)絡都能互聯(lián),國際標準化組織iso于1977年成立專門機構(gòu)研究這個問題。1978年iso提出了“異種機連網(wǎng)標準”的框架結(jié)構(gòu),這就是著名的開放系統(tǒng)互聯(lián)基本參考模型 osi/rm(open systems interconnection reference modle),簡稱為 osi 。
osi得到了國際上的承認,成為其他各種計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)依照的標準,大大地推動了計算機網(wǎng)絡的發(fā)展。20世紀70年代末到80年代初,出現(xiàn)了利用人造通信衛(wèi)星進行中繼的國際通信網(wǎng)絡。網(wǎng)絡互聯(lián)技術(shù)不斷成熟和完善,局域網(wǎng)和網(wǎng)絡互聯(lián)開始商品化。
osi參考模型用物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、對話層、表示層和應用層七個層次描述網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu),它的規(guī)范對所有的廠商是開放的,具有指導國際網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和開放系統(tǒng)走向的作用。它直接影響總線、接口和網(wǎng)絡的性能。常見的網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)有fddi、以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)和快速以太網(wǎng)等。從網(wǎng)絡互連的角度看,網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵要素是協(xié)議和拓撲。
層次詳解
第一層:物理層(physicallayer)
規(guī)定通信設備的機械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性,用以建立、維護和拆除物理鏈路連接。具體地講,機械特性規(guī)定了網(wǎng)絡連接時所需接插件的規(guī)格尺寸、引腳數(shù)量和排列情況等;電氣特性規(guī)定了在物理連接上傳輸bit流時線路上信號電平的大小、阻抗匹配、傳輸速率距離限制等;功能特性是指對各個信號先分配確切的信號含義,即定義了dte和dce之間各個線路的功能;規(guī)程特性定義了利用信號線進行bit流傳輸?shù)囊唤M操作規(guī)程,是指在物理連接的建立、維護、交換信息時,dte和dce雙方在各電路上的動作系列。在這一層,數(shù)據(jù)的單位稱為比特(bit)。物理層的主要設備:中繼器、集線器。
第二層:數(shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)
在物理層提供比特流服務的基礎上,建立相鄰結(jié)點之間的數(shù)據(jù)鏈路,通過差錯控制提供數(shù)據(jù)幀(frame)在信道上無差錯的傳輸,并進行各電路上的動作系列。數(shù)據(jù)鏈路層在不可靠的物理介質(zhì)上提供可靠的傳輸。該層的作用包括:物理地址尋址、數(shù)據(jù)的成幀、流量控制、數(shù)據(jù)的檢錯、重發(fā)等。在這一層,數(shù)據(jù)的單位稱為幀(frame)。數(shù)據(jù)鏈路層主要設備:二層交換機、網(wǎng)橋。
第三層:網(wǎng)絡層(network layer)
在計算機網(wǎng)絡中進行通信的兩個計算機之間可能會經(jīng)過很多個數(shù)據(jù)鏈路,也可能還要經(jīng)過很多通信子網(wǎng)。網(wǎng)絡層的任務就是選擇合適的網(wǎng)間路由和交換結(jié)點,確保數(shù)據(jù)及時傳送。網(wǎng)絡層將數(shù)據(jù)鏈路層提供的幀組成數(shù)據(jù)包,包中封裝有網(wǎng)絡層包頭,其中含有邏輯地址信息- -源站點和目的站點地址的網(wǎng)絡地址。
如果你在談論一個ip地址,那么你是在處理第3層的問題,這是“數(shù)據(jù)包”問題,而不是第2層的“幀”。ip是第3層問題的一部分,此外還有一些路由協(xié)議和地址解析協(xié)議(arp)。有關(guān)路由的一切事情都在第3層處理。地址解析和路由是3層的重要目的。網(wǎng)絡層還可以實現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)際互連等功能。
在這一層,數(shù)據(jù)的單位稱為數(shù)據(jù)包(packet)。網(wǎng)絡層協(xié)議的代表包括:ip、ipx、rip、arp、rarp、ospf等。網(wǎng)絡層主要設備:路由器
第四層:傳輸層(transport layer)
第4層的數(shù)據(jù)單元也稱作處理信息的傳輸層(transport layer)。但是,當你談論tcp等具體的協(xié)議時又有特殊的叫法,tcp的數(shù)據(jù)單元稱為段(segments)而udp協(xié)議的數(shù)據(jù)單元稱為“數(shù)據(jù)報(datagrams)”。這個層負責獲取全部信息,因此,它必須跟蹤數(shù)據(jù)單元碎片、亂序到達的數(shù)據(jù)包和其它在傳輸過程中可能發(fā)生的危險。第4層為上層提供端到端(最終用戶到最終用戶)的透明的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務。所謂透明的傳輸是指在通信過程中傳輸層對上層屏蔽了通信傳輸系統(tǒng)的具體細節(jié)。傳輸層協(xié)議的代表包括:tcp、udp、spx等。
第五層:會話層(session layer)
這一層也可以稱為會晤層或?qū)υ拰?,在會話層及以上的高層次中,?shù)據(jù)傳送的單位不再另外命名,統(tǒng)稱為報文。會話層不參與具體的傳輸,它提供包括訪問驗證和會話管理在內(nèi)的建立和維護應用之間通信的機制。如服務器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。
第六層:表示層(presentation layer)
這一層主要解決用戶信息的語法表示問題。它將欲交換的數(shù)據(jù)從適合于某一用戶的抽象語法,轉(zhuǎn)換為適合于osi系統(tǒng)內(nèi)部使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)服務。數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮, 加密和解密等工作都由表示層負責。例如圖像格式的顯示,就是由位于表示層的協(xié)議來支持。
第七層:應用層(application layer)
應用層為操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡應用程序提供訪問網(wǎng)絡服務的接口。
應用層協(xié)議的代表包括:telnet、ftp、http、snmp等。