协议层次及服务模型
协议层次
网络是一个复杂的系统
- 网络功能复杂：数字信号的物理信号承载、点到点、路由、rdt、进程区分、应用等
- 现实来看，网络的许多构成元素和设备：
- 主机
- 路由器
- 各种媒体的链路
- 应用
- 协议
- 硬件，软件
问题是，如何组织和实现这个复杂的网络功能
模块化分解/分层
分解和分层是不一样的
- 分解:模块之间是可以相互调用的
- 分层：只有相邻两层客户相互调用
层次化方式实现复杂网络功能
- 将网络复杂的功能分层功能明确的层次，每一层实现了其中一个或一组功能，功能中有其上层可以使用的功能：服务
- 本层协议实体相互交互执行本层的协议动作，目的是实现本层功能，通过接口为上层提供更好的服务
- 在实现本层协议的时候，直接利用了下层所提供的服务
- 本层的服务：借助下层服务实现的本层协议实体之间交互带来的新功能（上层可以利用的）更下层所提供的服务
服务与服务访问点
- 服务：底层实体向上层实体提供他们之间通信的能力
- 服务用户
- 服务提供者
- 原语：上层使用下层服务的形式，高层使用低层提供的服务，以及低层向高层提供服务都是通过服务访问原语来进行交互的形式
- 服务访问点：上层使用下层提供的服务通过层间的接口——地点
- 例子：邮箱
- 地址：下层的一个实体支撑着上层的多个实体，SAP有标志不同上层实体的作用
- 可以有不同的实现，队列
- 例子：传输层的SAP：端口
服务的类型
- 面向连接的服务和无连接的服务——方式
- 面向连接的服务
- 连接：两个通信实体为进行通信而建立的一种结合
- 面向连接的服务通信的过程：建立连接，通信，拆除连接
- 面向连接的服务的例子：网络层的连接被称为虚电路
- 适用范围：对于大的数据块要传输：不适合小的零星报文
- 特点：保序
- 服务类型：
- 可靠的信息流传送页面（可靠的获得，通过接收方的确认）
- 可靠的字节流远程登陆
- 不可靠的连接数字化声音
- 无连接的服务
- 无连接服务：两个对等层实体在通信前不需要建立一个连接，不预留资源；不需要通信双方都是活跃
- 特点：不可靠、可能重复、可能失序
- IP分组：数据包
- 适用范围：适合传送零星数据
- 服务类型：
- 不可靠的数据报：电子方式的函件
- 有确认的数据报：挂号信
- 请求回答：信息查询
- 面向连接的服务
服务和协议
- 服务和协议的区别
- 服务：低层实体向上层实体提供它们之间的通信的能力，是通过原语来操作的，垂直
- 协议：对等层实体之间在相互通信的过程中，需要遵循的规则的集合，水平
- 服务和协议的联系
- 本层协议的实现要靠下层提供的服务来实现
- 本层实体通过协议为上层提供更高级的服务
数据单元（DU）
分层处理和实现复杂系统的好处
对付复杂的系统
- 概念化：结构清晰，便于表示网络组件，以及描述其相互关系
- 分层参考模型
- 结构化：模块化更易于维护和系统升级
- 改变某一层服务的实现不影响系统中的其他层次
- 对于其他层次而言是透明的
- 如改变登机程序并不能影响系统的其他部分
- 改变 2 个程序使用的通信方式并不影响 2 个翻译的工作
- 改变 2 个翻译使用的语言不影响上下 2 个层次的工作
- 分层思想被认为有海的地方：效率相对较低
- 改变某一层服务的实现不影响系统中的其他层次
Internet协议栈
- 应用层：网络应用
- 为人类用户或者其他应用进程提供网络应用服务
- FTP、SMTP、HTTP、DNS
- 传输层：主机之间的数据传输
- 在网络层提供的端到端的通信基础上，细分为进程到进程，将不可靠的通信变成可靠的通信
- 网络层：为数据报从源到目的选择路由
- 主机与主机之间的通信，端到端的通信，不可靠
- IP、路由协议
- 链路层：相邻网络节点间的数据传输
- 2 个相邻 2 点的通信，点到点通信，可靠或不可靠
- 点对点协议PPP、802.11(wifi)、Ethernet
- 物理层：在线路上传送bit
ISO/OSI 参考模型
- 表示层：允许应用解释传输的数据
- 会话层：数据交换的同步，检查点，恢复
- 互连网协议中没有这两层
- 这些服务如果需要的话必须被应用层实现
封装和解封装
各层次的协议数据单元
- 应用层：报文
- 传输层：报文段：TCP段、UDP数据段
- 网络层：分组pocket（如果无连接方式：数据报datagram）
- 数据链路层：帧
- 物理层：位
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