计算机网络是如何分层的?

简介: 计算机网络是如何分层的?

正文


今天想要分享的是计算机的网络是如何分层的。首先,按照不同的分层方式实际上会有很多不同的分层方法,今天简单阐述2种分层方式。


一、TCP/IP四层网络模型


TCP/IP分层模型(TCP/IP Layening Model)被称作因特网分层模型(Internet Layering Model)、因特网参考模型(Internet Reference Model)。TCP/IP协议被组织成四个概念层,其中有三层对应于ISO参考模型中的相应层。ICP/IP协议族并不包含物理层和数据链路层,因此它不能独立完成整个计算机网络系统的功能,必须与许多其他的协议协同工作。

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第一层 网络接口层


网络接口层包括用于协作IP数据在已有网络介质上传输的协议。

协议:ARP,RARP


第二层 网间层


网间层对应于OSI七层参考模型的网络层。负责数据的包装、寻址和路由。同时还包含网间控制报文协议(Internet Control Message Protocol,ICMP)用来提供网络诊断信息。

协议:本层包含IP协议、RIP协议(Routing Information Protocol,路由信息协议),ICMP协议。


第三层 传输层


传输层对应于OSI七层参考模型的传输层,它提供两种端到端的通信服务。

其中TCP协议(Transmission Control Protocol)提供可靠的数据流运输服务,UDP协议(Use Datagram Protocol)提供不可靠的用户数据报服务。


第四层 应用层


应用层对应于OSI七层参考模型的应用层和表达层。

因特网的应用层协议包括Finger、Whois、FTP(文件传输协议)、Gopher、HTTP(超文本传输协议)、Telent(远程终端协议)、SMTP(简单邮件传送协议)、IRC(因特网中继会话)、NNTP(网络新闻传输协议)等。


二、 OSI七层网络模型


在网络历史的早期,国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)共同出版了开放系统互联的七层参考模型。一台计算机操作系统中的网络过程包括从应用请求(在协议栈的顶部)到网络介质(底部) ,OSI参考模型把功能分成七个分立的层次。图1表示了OSI分层模型。

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第一层 物理层


作用:负责最后将信息编码成电流脉冲或其它信号用于网上传输。它由计算机和网络介质之间的实际界面组成,可定义电气信号、符号、线的状态和时钟要求、数据编码和数据传输用的连接器。所有比物理层高的层都通过事先定义好的接口而与它通话。

协议:如最常用的RS-232规范、10BASE-T的曼彻斯特编码以及RJ-45就属于第一层。


第二层 数据链路层


作用:数据链路层通过物理网络链路提供可靠的数据传输。

协议:ATM,FDDI等。


第三层 网络层


作用:这层对端到端的包传输进行定义,他定义了能够标识所有结点的逻辑地址,还定义了路由实现的方式和学习的方式。为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质,网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法。

协议:IP,IPX等


第四层 传输层


作用:传输层向高层提供可靠的端到端的网络数据流服务。传输层的功能一般包括流控、多路传输、虚电路管理及差错校验和恢复。流控管理设备之间的数据传输,确保传输设备不发送比接收设备处理能力大的数据;多路传输使得多个应用程序的数据可以传输到一个物理链路上;虚电路由传输层建立、维护和终止;差错校验包括为检测传输错误而建立的各种不同结构;而差错恢复包括所采取的行动(如请求数据重发),以便解决发生的任何错误。

协议:TCP,UDP,SPX。


第五层 会话层


作用:会话层建立、管理和终止表示层与实体之间的通信会话。通信会话包括发生在不同网络应用层之间的服务请求和服务应答,这些请求与应答通过会话层的协议实现。它还包括创建检查点,使通信发生中断的时候可以返回到以前的一个状态。

协议:RPC,SQL等


第六层 表示层


作用:这一层的主要功能是定义数据格式及加密。

协议:FTP,加密


第七层 应用层


作用:应用层是最接近终端用户的OSI层,这就意味着OSI应用层与用户之间是通过应用软件直接相互作用的。注意,应用层并非由计算机上运行的实际应用软件组成,而是由向应用程序提供访问网络资源的API(Application Program Interface,应用程序接口)组成,这类应用软件程序超出了OSI模型的范畴。应用层的功能一般包括标识通信伙伴、定义资源的可用性和同步通信。因为可能丢失通信伙伴,应用层必须为传输数据的应用子程序定义通信伙伴的标识和可用性。定义资源可用性时,应用层为了请求通信而必须判定是否有足够的网络资源。在同步通信中,所有应用程序之间的通信都需要应用层的协同操作。协议:telnet,HTTP,FTP,WWW,NFS,SMTP等。


OSI分层的优点


(1)人们可以很容易进行讨论和学习协议的规范细节。

(2)层间的标准接口方便了工程模块化。

(3)创建了一个更好的互连环境。

(4)降低了复杂度,使程序更容易修改,产品开发的速度更快。

(5)每层利用紧邻的下层服务,更容易记住个层的功能。

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