計算機網(wǎng)絡(luò )是一個(gè)復雜的系統,通常把計算機網(wǎng)絡(luò )按照一定的功能與邏輯關(guān)系劃分成一種層次結構,OSI參考模型是計算機網(wǎng)絡(luò )的基本體系結構模型,OSI共分為七層,分別是物理層、數據鏈路層、網(wǎng)絡(luò )層、傳輸層、會(huì )話(huà)層、表示層和應用層。
物理層為建立、維持與拆除數據鏈路實(shí)體之間二進(jìn)制位流傳輸的物理連接,提供機械的、電氣的、功能的和規程的特性。物理連接可以通過(guò)中繼系統,允許進(jìn)行全雙工或半雙工的二進(jìn)制位流的傳輸。物理層的數據服務(wù)單元是比特,它可以通過(guò)同步或異步的方式進(jìn)行傳輸。
數據鏈路層是OSI模型的第2層,它介于物理層與網(wǎng)絡(luò )層之間。用于在相鄰結點(diǎn)間建立數據鏈路,傳送以幀為單位的數據,使其能夠有效、可靠地進(jìn)行數據交換。本層通過(guò)差錯控制、流量控制等,將不可靠的物理傳輸信道變成無(wú)差錯的可靠的數據路,將數據組成適合正確傳輸的幀形式的數據單元,對網(wǎng)絡(luò )層屏蔽物理層的特性和差異,、使高層協(xié)議不必考慮物理傳輸介質(zhì)的可靠性問(wèn)題,而把信道變成無(wú)差錯的理想信道。
網(wǎng)絡(luò )層是通信子網(wǎng)的最高層,是高層與低層協(xié)議之間的界面層。網(wǎng)絡(luò )層用于控制通信子網(wǎng)的操作,是通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)的接口。網(wǎng)絡(luò )層關(guān)系到通信子網(wǎng)的運行控制,決定了資源子網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)通信子網(wǎng)的方式。
設置網(wǎng)絡(luò )層的主要目的就是為報文分組以最佳路徑通過(guò)通信子網(wǎng)到達目的主機提供服務(wù),而網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)不必關(guān)心網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構與使用的通信介質(zhì)。網(wǎng)絡(luò )層的主要功能如下。
(1)網(wǎng)絡(luò )連接功能:網(wǎng)絡(luò )層實(shí)體作為數據鏈路層服務(wù)用戶(hù),利用各條鏈路上的數據鏈路連接服務(wù),來(lái)為傳送實(shí)體之間建立端到端的網(wǎng)絡(luò )連接關(guān)系。其中,涉及到數據通路的建立、維護和拆除的過(guò)程。
(2)路由選擇功能:路由選擇是為建立數據通路服務(wù)的一種功能。也就是為在源/宿結點(diǎn)之間建立通路而提供一些控制的過(guò)程。這些控制過(guò)程由路由算法來(lái)實(shí)現。
(3)擁塞控制功能:擁塞控制的主要功能是對進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )的數據流實(shí)施有效控制,使通信子網(wǎng)避免發(fā)生“網(wǎng)絡(luò )擁塞”和“死鎖”現象,保持穩定運行。
(4)數據傳輸功能:在網(wǎng)絡(luò )連接建立之后,網(wǎng)絡(luò )層實(shí)體要為上層遞交下來(lái)的數據提供傳輸與中繼功能。根據通路的類(lèi)型,傳送服務(wù)數據可能在一個(gè)子網(wǎng)內進(jìn)行,也可能要跨越互連設備進(jìn)行中繼轉發(fā)。傳輸過(guò)程包括對數據的分組、排序以及進(jìn)行差錯和速度控制等。
(5)其他功能:除了具有以上功能外,網(wǎng)絡(luò )層還提供諸如子網(wǎng)接入、網(wǎng)絡(luò )連接復用、計費以及在網(wǎng)絡(luò )互連環(huán)境下的協(xié)議轉換等功能。
傳輸層是網(wǎng)絡(luò )體系結構中最關(guān)鍵的一層,是資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的界面與橋梁,它是面向應用的高層和面向通信的低三層協(xié)議之間的接口。傳輸層主要具有以下功能。
(1)連接管理:傳輸層連接的管理包括端到端連接的建立、維持和拆除。傳輸層可同時(shí)支持多個(gè)進(jìn)程的連接,即將多個(gè)進(jìn)程連接復用在一個(gè)網(wǎng)絡(luò )層連接上。
(2)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )層提供的服務(wù)質(zhì)量:傳輸層優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )服務(wù)質(zhì)量包括檢查低層未發(fā)現的錯誤、糾正低層檢測出來(lái)的錯誤、對接收到的數據包重新排序、提高通信可用帶寬、防止無(wú)訪(fǎng)問(wèn)權的第三者對傳輸的數據進(jìn)行讀取或修改等。
(3)提供端到端的透明數據傳輸:傳輸層可以彌補低層網(wǎng)絡(luò )所提供服務(wù)的差異,屏蔽低層網(wǎng)絡(luò )的細節操作,對數據傳輸的控制包括數據報文分段和重組、端到端差錯檢測和恢復、順序控制和流量控制等。
(4)多路復用和分流:當傳輸層用戶(hù)進(jìn)程的信息量較少時(shí),將多個(gè)傳輸連接映射到一個(gè)網(wǎng)絡(luò )連接上,以便充分利用網(wǎng)絡(luò )連接的傳輸速率,減少網(wǎng)絡(luò )連接個(gè)數。
應用層功能網(wǎng)絡(luò )的應用層是網(wǎng)絡(luò )體系結構中的最髙層,它是計算機開(kāi)放互連環(huán)境與本地系統的操作環(huán)境和應用系統直接接口的一個(gè)層次。在功能上,應用層為本地系統的應用進(jìn)程(Applicarion Process)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境提供手段,也是唯一直接給應用;程提供各種應用服務(wù)的層次。即借助應用實(shí)體、應用協(xié)議和應用服務(wù)實(shí)現端點(diǎn)用戶(hù)之間的信息交換。
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