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網絡分層
鎖定
- 中文名
- 網絡分層
- 分 類
- 五層因特網協議
- 對 象
- 網絡節點
- 類 型
- 加載或拆出等工作
- 作 用
- 往來通信和網絡互連簡單化
- 原 理
- 硬件和軟件模塊完成
網絡分層劃分
網絡層次可劃分為五層因特網協議棧和七層因特網協議棧。
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網絡分層五層
(1)應用層
(2)傳輸層
(3)網絡層
(4)數據鏈路層
(5)物理層
網絡分層七層
ISO提出的OSI(Open System Interconnection)模型將網絡分為七層,即物理層( Physical )、數據鏈路層(Data Link)、網絡層(Network)、傳輸層(Transport)、會話層(Session)、表示層(Presentation)和應用層(Application)。
OSI模型共分七層:從上至下依次是
表示層,數據語法的轉換、數據的傳送等。
會話層,建立起兩端之間的會話關係,並負責數據的傳送。
傳輸層,負責錯誤的檢查與修復,以確保傳送的質量,是TCP工作的地方。(報文)
物理層,為數據鏈路提供物理連接。
(1)物理層
物理層(Physical layer)是參考模型的最低層。該層是網絡通信的數據傳輸介質,由連接不同結點的電纜與設備共同構成。主要功能是:利用傳輸介質為數據鏈路層提供物理連接,負責處理數據傳輸並監控數據出錯率,以便數據流的透明傳輸。
(2)數據鏈路層
數據鏈路層(Data link layer)是參考模型的第2層。 主要功能是:在物理層提供的服務基礎上,在通信的實體間建立數據鏈路連接,傳輸以“幀”為單位的數據包,並採用差錯控制與流量控制方法,使有差錯的物理線路變成無差錯的數據鏈路。
(3)網絡層
網絡層(Network layer)是參考模型的第3層。主要功能是:為數據在結點之間傳輸創建邏輯鏈路,通過路由選擇算法為分組(packet, 也稱數據包)通過通信子網選擇最適當的路徑,以及實現擁塞控制、網絡互聯等功能。
(4)傳輸層
傳輸層(Transport layer)是參考模型的第4層。主要功能是向用户提供可靠的端到端(End-to-End)服務,處理數據包錯誤、數據包次序,以及其他一些關鍵傳輸問題。傳輸層向高層屏蔽了下層數據通信的細節,因此,它是計算機通信體系結構中關鍵的一層。
(5)會話層
(6)表示層
(7)應用層
網絡分層理解
許多所謂的網絡課程都是從教你記住OSI模型中的每一個層的名字和這個模型中包含的每一個協議開始的。這樣做是不必要的。甚至第5層和第6層是完全可以忽略的。
國際標準組織(ISO)制定了OSI模型。這個模型把網絡通信的工作分為7層。1至4層被認為是低層,這些層與數據移動密切相關。5至7層是高層,包含應用程序級的數據。每一層負責一項具體的工作,然後把數據傳送到下一層。
物理層(也即OSI模型中的第一層)在課堂上經常是被忽略的。它看起來似乎很簡單。但是,這一層的某些方面有時需要特別留意。物理層實際上就是佈線、光纖、網卡和其它用來把兩台網絡通信設備連接在一起的東西。甚至一個信鴿也可以被認為是一個1層設備(參見RFC 1149)。網絡故障的排除經常涉及到1層問題。我們不能忘記用五類線在整個一層樓進行連接的傳奇故事。由於辦公室的椅子經常從電纜線上壓過,導致網絡連接出現斷斷續續的情況。遺憾的是,這種故障是很常見的,而且排除這種故障需要耗費很長時間。
第2層是以太網等協議。最重要的是應該理解網橋是什麼。交換機可以看成網橋,人們當前都這樣稱呼它。網橋都在2層工作,僅關注以太網上的MAC地址。如果你在談論有關MAC地址、交換機或者網卡和驅動程序,你就是在第2層的範疇。集線器屬於第1層的領域,因為它們只是電子設備,沒有2層的知識。第2層的相關問題在本網絡講座中有自己的一部分,因此當前先不詳細討論這個問題的細節。當前只需要知道第2層把數據幀轉換成二進制位供1層處理就可以了。在往下講之前,你應該回過頭來重新閲讀一下上面的內容,因為經驗不足的網絡管理員經常混淆2層和3層的區別。
如果你在談論一個IP地址,那麼你是在處理第3層的問題,這是“數據包”問題,而不是第2層的“幀”。IP是第3層問題的一部分,此外還有一些路由協議和地址解析協議(ARP)。有關路由的一切事情都在第3層處理。地址解析和路由是3層的重要目的。
第4層是處理信息的傳輸層。第4層的數據單元也稱作數據包(packets)。但是,當你談論TCP等具體的協議時又有特殊的叫法,TCP的數據單元稱為“段(segments)”而UDP的數據單元稱為“數據報(datagrams)”。這個層負責獲取全部信息,因此,它必須跟蹤數據單元碎片、亂序到達的數據包和其它在傳輸過程中可能發生的危險。理解第4層的另一種方法是,第4層提供端對端的通信管理。像TCP等一些協議非常善於保證通信的可靠性。有些協議並不在乎一些數據包是否丟失,UDP協議就是一個主要例子。
第5層和第6層的功能。有一些應用程序和協議在5層和6層。但是,對於理解網絡問題來説,談論這些問題沒有任何益處。請大家注意,第7層是“一切”。7層稱作“應用層”,是專門用於應用程序的。如果你的程序需要一種具體格式的數據,你可以發明一些你希望能夠把數據發送到目的地的格式,並且創建一個第7層協議。 SMTP、DNS和FTP都是7層協議。學習OSI模型中最重要的事情是它實際代表什麼意思。
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網絡分層功能協議
網絡分層第一層
-物理層
功能:傳輸信息的介質規格、將數據以實體呈現並傳輸的規格、接頭規格 1、該層包括物理連網媒介,如電纜連線、連接器、網卡等。 2、物理層的協議產生並檢測電壓以便發送和接收攜帶數據的信號。 3、儘管物理層不提供糾錯服務,但它能夠設定數據傳輸速率並監測數 例:在你的桌面P C 上插入網絡接口卡,你就建立了計算機連網的基礎。換言之,你提供了一個物理層。
網絡分層第二層
-數據鏈路層
功能:同步、查錯、制定MAC方法 1、它的主要功能是將從網絡層接收到的數據分割成特定的可被物理層傳輸的幀。 2、幀(Frame)是用來移動數據的結構包,它不僅包括原始(未加工)數據,或稱“有效荷載”,還包括發送方和接收方的網絡地址以及糾錯和控制信息。其中的地址確定了幀將發送到何處,而糾錯和控制信息則確保幀無差錯到達。 3、通常,發送方的數據鏈路層將等待來自接收方對數據已正確接收的應答信號。 4、數據鏈路層控制信息流量,以允許網絡接口卡正確處理數據。 5、數據鏈路層的功能獨立於網絡和它的節點所採用的物理層類型。 Note:有一些連接設備,如網橋或交換機,由於它們要對幀解碼並使用幀信息將數據發送到正確的接收方,所以它們是工作在數據鏈路層的。
網絡分層第三層
-網絡層
功能:定址、選擇傳送路徑 1、網絡層通過綜合考慮發送優先權、網絡擁塞程度、服務質量以及可選路由的花費來決定從一個網絡中節點A 到另一個網絡中節點B 的最佳路徑。 2、在網絡中,“路由”是基於編址方案、使用模式以及可達性來指引數據的發送。 3、網絡層協議還能補償數據發送、傳輸以及接收的設備能力的不平衡性。為完成這一任務,網絡層對數據包進行分段和重組。 4、分段和重組 是指當數據從一個能處理較大數據單元的網絡段傳送到僅能處理較小數據單元的網絡段時,網絡層減小數據單元的大小的過程。重組是重構被分段的數據單元。 Note 1、網絡層的分段是指數據幀大小的減小,而網絡分段是指一個網絡分割成更小的邏輯片段或物理片段。 Note 2、路由器:由於網絡層處理路由,而路由器因為連接網絡各段,並智能指導數據傳送,所以屬於網絡層。 Note 3、 TCP/IP協議中IP屬於網絡層;IPX/SPX協議中IPX也屬於網絡層
網絡分層第四層
-傳輸層
功能:編定序號、控制數據流量、查錯與錯誤處理,確保數據可靠、順序、無錯地從A點到傳輸到B 點 1、因為如果沒有傳輸層,數據將不能被接受方驗證或解釋,所以,傳輸層常被認為是O S I 模型中最重要的一層。 2、傳輸協議同時進行流量控制或是基於接收方可接收數據的快慢程度規定適當的發送速率。 3、傳輸層按照網絡能處理的最大尺寸將較長的數據包進行強制分割並編號。例如:以太網無法接收大於1 5 0 0 字節的數據包。發送方節點的傳輸層將數據分割成較小的數據片,同時對每一數據片安排一序列號,以便數據到達接收方節點的傳輸層時,能以正確的順序重組。該過程即被稱為排序。 4、在網絡中,傳輸層發送一個A C K (應答)信號以通知發送方數據已被正確接收。如果數據有錯或者數據在一給定時間段未被應答,傳輸層將請求發送方重新發送數據。 NOTE:工作在傳輸層的一種服務是TCP/IP協議套中的T C P(Transfer Control Protocol 傳輸控制協議),另一項傳輸層服務是IPX/SPX協議集的S P X( Serial package Exchange 序列包交換)
網絡分層第五層
-會話層
功能:負責在網絡中的兩節點之間建立和維持通信。 1、會話層的功能包括:建立通信鏈接,保持會話過程通信鏈接的暢通,同步兩個節點之間的對話,決定通信是否被中斷以及通信中斷時決定從何處重新發送 例:使用全雙工模式或半雙工模式,如何發起傳輸,如何結束傳輸,如何設定傳輸參數 2、會話層通過決定節點通信的優先級和通信時間的長短來設置通信期限。
網絡分層第六層
-表示層
功能:內碼轉換、壓縮與解壓縮、加密與解密,充當應用程序和網絡之間的“翻譯官”角色。1、在表示層,數據將按照網絡能理解的方案進行格式化;這種格式化也因所使用網絡的類型不同而不同。例如,IBM主機使用EBCDIC編碼,而大部分PC機使用的是ASCII碼。在這種情況下,便需要會話層來完成這種轉換 2、表示層協議還對圖片和文件格式信息進行解碼和編碼。 3、表示層管理數據的解密與加密,如系統口令的處理。如果在Internet 上查詢你銀行賬户,使用的即是一種安全連接。
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網絡分層第七層
-應用層
功能:指網絡操作系統和具體的應用程序,對應WWW服務器、FTP服務器等應用軟件 1、術語“應用層”並不是指運行在網絡上的某個特別應用程序,而是提供了一組方便程序開發者在自己的應用程序中使用網絡功能的服務。 2、應用層提供的服務包括文件傳輸(FTP)、文件管理以及電子郵件的信息處理(SMTP)等。
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- 參考資料
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- 1. 網絡基礎:理解OSI網絡分層 . 中國IT實驗室[引用日期2013-05-21]
- 2. 網絡分層詳解 .中國網管聯盟[引用日期2013-05-21]
- 3. 《現代中小學教育》 2003年02期《網絡與分層》 .中國知網[引用日期2013-05-21]