计算机网络协议的标准:OSI七层模型

计算机之间要实现通信,除了技术支持还需要一些规则来进行信息匹配,方能进行交流。不同的厂商生产不同的计算机,其CPU等内部构造不尽相同,就好比两个外国人,那么计算机或者说外国人之间需要实现通信或交流,那么两者之间就需要学会同一种交流规则,对于两个外国人来说,这种交流规则就是语言,而对于计算机来说,这种交流规则就是各种协议。协议的出现让不同厂商之间生产的计算机只要能够支持同一种协议就能实现正常通信,进行交流。

下面是一些以前常用的协议(因为现在基本都是TCP/IP协议):

协议的标准:OSI七层模型

计算机通信诞生之初,系统化与标准化未收到重视,不同厂商只出产各自的网络来实现通信,这样就造成了对用户使用计算机网络造成了很大障碍,缺乏灵活性和可扩展性

为解决该问题,ISO(国际标准化组织)制定了一个国际标准OSI(开放式通信系统互联参考模型)

注:TCP/IP并非ISO指定,是由IETF(国际互联网工程任务组)建议、致力推进标准化的一种协议,其中,大学等研究机构和计算机行业是推动标准化的核心力量,现已成为业界标准协议。协议的标准化也推动了计算机网络的普及。

ISO对协议进行分层,每个分层可以独立使用,其实系统中某些分层发生变化,也不会影响整个系统,因此可以构造一个扩展性和灵活性都比较强的系统;此外,通过分层可以细分通信功能,更易于单独实现每个分层的协议,界定各个分层的具体责任和义务。

但过分模块化,处理变得更加沉重,以及每个模块都不得不事先相似的处理逻辑等。

以下是各功能层描述:

1.物理层协议

负责0、1 比特流(0/1序列)与电压的高低、逛的闪灭之间的转换。规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性;该层为上层协议提供了一个传输数据的物理媒体,只是说明标准。

在这一层,数据的单位称为比特(bit)(注:bit和字节Byte,我们常说的1字节8位2进制即:1B=8bit)。属于物理层定义的典型规范代表包括:EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45、fddi令牌环网。

2.数据链路层协议

负责物理层面上的互联的、节点间的通信传输(例如一个以太网项链的2个节点之间的通信);该层的作用包括:物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。

在这一层,数据的单位称为帧(frame)。数据链路层协议的代表包括:ARP、RARP、SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。

3.网络层协议

将数据传输到目标地址;目标地址可以使多个网络通过路由器连接而成的某一个地址,主要负责寻找地址和路由选择,网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。

在这一层,数据的单位称为数据包(packet)。网络层协议的代表包括:IP、IPX、RIP、OSPF等。

4.传输层协议(核心层)

传输层是OSI中最重要、最关键的一层,是唯一负责总体的数据传输和数据控制的一层;

传输层提供端到端的交换数据的机制,检查分组编号与次序,传输层对其上三层如会话层等,提供可靠的传输服务,对网络层提供可靠的目的地站点信息主要功能。在这一层,数据的单位称为数据段(segment)。

主要功能:

①:为端到端连接提供传输服务

②:这种传输服务分为可靠和不可靠的,其中Tcp是典型的可靠传输,而Udp则是不可靠传输。

③:为端到端连接提供流量控制,差错控制,服务质量(Quality of Service,QoS)等管理服务

包括的协议如下:

TCP:传输控制协议,传输效率低,可靠性强。

UDP:用户数据报协议,适用于传输可靠性要求不高,数据量小的数据。

DCCP、SCTP、RTP、RSVP、PPTP等协议。

5.会话层协议

负责建立和断开通信连接(数据流动的逻辑通路),记忆数据的分隔等数据传输相关的管理。

6.表示层协议

将数据格式转换为标准格式

将应用处理的信息转换为适合网络传输的格式,或将来自下一层的数据转换为上层能够处理的格式;主要负责数据格式的转换,确保一个系统的应用层信息可被另一个系统应用层读取。具体来说,就是将设备固有的数据格式转换为网络标准传输格式,不同设备对同一比特流解释的结果可能会不同;因此,主要负责使它们保持一致。

7.应用层协议

  • 超文本传输协议HTTP:这是一种最基本的客户机/服务器的访问协议;浏览器向服务器发送请求,而服务器回应相应的网页。
  • 文件传送协议FTP:提供交互式的访问,基于客户服务器模式,面向连接 使用TCP可靠的运输服务。主要功能:减少/消除不同操作系统下文件的不兼容性。
  • 远程登录协议TELNET:客户服务器模式,能适应许多计算机和操作系统的差异,网络虚拟终端NVT的意义。
  • 简单邮件传送协议SMTP:Client/Server模式,面向连接。基本功能:写信、传送、报告传送情况、显示信件、接收方处理信件。
  • DNS域名解析协议:DNS是一种用以将域名转换为IP地址的Internet服务。
  • 简单文件传送协议TFTP:客户服务器模式,使用UDP数据报,只支持文件传输,不支持交互,TFTP代码占内存小。
  • 简单网络管理协议(SNMP): SNMP模型的4个组件:被管理结点、管理站、管理信息、管理协议。SNMP代理:运行SNMP管理进程的被管理结点。
  • DHCP动态主机配置协议: 发现协议中的引导文件名、空终止符、属名或者空,DHCP供应协议中的受限目录路径名 Options –可选参数字段,参考定义选择列表中的选择文件。

其实协议分层只是为了更好地理解我运用协议的作用,而不是绝对的分层,有的层之间协议也是可以共用的,特别是会话层、表示层和应用层这三层。

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