第一章 计算机网络 6 OSI参考模型
本笔记参考书目:
- 计算机网络(第8版)谢希仁
- 2021王道计算机网络视频公开课
本节重点:
- OSI参考模型的7层次结构及其功能
- OSI参考模型数据传输的过程
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计算机网络的分层结构
OSI参考模型:7层(法定标准,但不适用)
TCP/IP参考模型:4层(实际使用)
结合各自有点,为便于学习,总结出5层体系结构。
ISO/OSI参考模型来源
为了解决计算机网络复杂化问题,将不同的功能划分为不同的层次结构。为了标准化通讯,所以需要开发支持异构网络系统的互联互通。
国际标准化组织ISO于1984年提出 OSI(Open System Interconnection Reference Model) 开放系统互连参考模型。
OSI模型的层次结构
记忆方法:“物联网淑惠试用”。
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- 应用层
能和用户产生流量的应用程序。(e.g. FTP/SMTP/HTTP)
- 应用层
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- 表示层
处理两个通讯系统中交换信息的表示方式( 语法和语意 )
一、改变数据格式(语法):不同主机的编码格式不同,所以需要将数据转换为计算机能读懂的格式;
二、数据加密/解密 (i.e. 防抓包);
三、数据压缩和恢复。
- 表示层
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- 会话层
提供稳定连接,有序传输数据(建立 同步(SYN) )。
一、建立/管理/终止会话;
二、添加校验点。从校验点处恢复会话,保持通信;
三、主要协议:ADSP、ASP(不重要)
- 会话层
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- 传输层 ⭐️ (⬆️:资源子网,数据处理;⬇️:通信子网,数据通信)
负责主机中两个进程的通信(进程间通过端口号相互识别),即端到端通信。传输单位是 用户数据报(UDP:User Datagram Protocol)
一、可靠传输、不可靠传输。长数据消息需要建立可靠传输,保证传输的稳定性;短数据无需建立连接,直接传输。
二、差错控制。发送错误,检错纠错。
三、流量控制。发送方和接收方速度是否匹配。发送方速度过快,接收方缓存不够,则反馈给发送方信息,控制发送端流量。
四、复用分用。复用,发送方多个应用层可同时使用下面的运输层服务;分用,运输层把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程。
- 传输层 ⭐️ (⬆️:资源子网,数据处理;⬇️:通信子网,数据通信)
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- 网络层
数据分组,将分组从源端传到目的端,为网络上不同主机提供通信服务。 网络层的传输单位:用户数据报 。
一、路由选择。选择最佳路径;
二、流量控制;
三、差错控制;
四、拥塞控制。相较于控制发送端发送速率的“流量控制”,拥塞控制更加全局,是用来处理全局堵塞(所有节点都来不及接受信息)的一种手段。
- 网络层
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- 数据链路层
将网络层的数据组装成帧。因此,数据链路层的传输单位是帧。
一、成帧,定义帧开始和结束。因此,数据链路层会给网络层的数据添加头部/尾部;
二、差错控制:帧错+位错
三、流量控制;
四、访问接入控制,控制对公用信道的访问。如广播信道上,一台主机发信息,其他主机只能收信息,限制了其他主机的访问接入。
- 数据链路层
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- 物理层 (最简单)
将比特流转换成电信号的形式 ,在物理媒体(电缆等)上实现透明传输。 传输单位是比特。 协议:如Rj45、802.3等。
透明传输:不管传送数据是什么,都能传送。
一、定义接口特性。如确定连接电缆的插头引脚连接方式等;
二、定义传输模式:单工/半双工/双工。发送信息时,一方发,一方收;双方不能同时发/收;双方可同时发/收;
三、定义传输速率;
四、比特同步。时钟,保证收发的同步性;
五、比特编码。二进制的电压表示定义。
- 物理层 (最简单)
OSI参考模型通信过程
中间系统只需要经过物理层、数据链路层和网络层的处理,不需要经过传输层及其以上层。但主机间,接受信息的双方需要经过所有层。
如上节所属,发送方每层添加(附加)信息,封装得到PDU。接收方对数据进行还原。
端到端:传输层/会话层/表示层/应用层,将信息送到接收方。
点到点:网络层/数据链路层/物理层,只管信息向下一个接受点的发送,不管信息具体的接收方。
⚠️注意:数据链路层除了加首部H2,还加上尾部T2!
记忆:“数据链路层”字最多,所以添加东西最多,添加尾部和首部。
物理层只是将数据转换为机器码(二进制)。