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计算机网络体系结构

 
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OSI/RM 开放系统互连参考模型

TCP/IP 参考模型

OSI/RM 与TCP/IP参考模型的比较

OSI/RM 简介

开放式系统互连基本参考模型是由国际标准化组织(ISO)指定的。OSI包括了体系结构,服务定义和协议规范三级抽象。注意OSI参考模型并非具体实现的描述,它只是一个为制定标准而提供的概念性框架。在OSI中,只有各种协议是可以实现的,网络中的设备只有与OSI的有关协议相一致时才能互连。


OSI/RM 结构

OSI参考模型将网络划分为七层,如图

(1)物理层的主要功能和提供的服务如下:

  • 在设备与传输媒介之间建立及终止连接。
  • 参与通讯过程使得资源可以在共享的多用户中有效分配。例如,冲突解决机制和流量控制
  • 对信号进行调制或转换使得用户设备中的数字信号定义能与信道上实际传送的数字信号相匹配。这些信号可以经由物理线缆(例如铜缆和光缆)或是无线信道传送。

(2)首先数据链路层的功能在于管理第一层的比特资料,并且将正确的资料传送到没有传输错误的路线中。建立还有辨认资料开始以及结束的位置同时予以标记。另外,就是处理由资料受损、遗失甚至重复传输错误的问题,使后续的层级不会受到影响,所以它执行资料的侦错、重传或修正,还有决定设备何时进行传输。 设备有:Bridge桥接器switch交换器

(3)网络层为资料传送的目的地寻址,再选择出传送资料的最佳路线。

(4)传输层用于控制资料流量,并且进行侦错及错误处理,以确保通信顺利。而传送端的传输层会为分组加上序号,方便接收端把分组重组为有用的资料或档案。

(5)会话层用于为通信双方制定通信方式,并建立、注销会话(双方通信)。

(6)表示层能为不同的用户端提供数据和信息的语法转换内码,使系统能解读成正确的数据。同时,也能提供压缩解压、加密解密。

(7)应用层能与应用程序界面沟通,以达至展示给用户的目的。 在此常见的协定有: HTTP,HTTPS,FTP,TELNET,SSH,SMTP,POP3等。


通信服务类型

通信服务可以分为两大类:面向连接服务(Connection-orientedServices)和无连接服务(Connectionless Services)

第一种服务和电话系统的工作模式相类似。特点:数据传输过程前必须经过建立连接维护连接释放连接的三个过程;在数据传输过程中,各分组不需要携带目的节点的地址。面向连接服务的传输连接类似于一个通信管道,发送者在一端放入数据,接受者从另一端取出数据。面向连接数据传输的收发数据顺序不变。

第二种服务与邮政系统的信件投递过程相类似。特点:每个分组都要携带完整的目的节点的地址,各分组在通信子网中是独立传送的。先发送的不一定先到达,因此接收时数据分组可能出现乱序,重复与丢失的现象。


确认和重传机制

确认:数据分组接收节点在收到每个分组后,要求向发送节点会送正确接收分组的确认信息

重传机制:当发送失败时,重新发送


缺点:1,会话层与表示层基本上是空的

2,数据链路层与网络层的内容过多,过于复杂

3,OSI模型和服务,协议都很复杂

4,在功能上,有些功能重复出现,降低效率

TCP/IP 参考模型

TCP/IP 简介

传输控制协议/互连网协议TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol),一般来说TCP提供传输层服务,而IP提供网络层服务。特点:

(1)开放的协议标准,可以免费使用,并且独立于特定的计算机硬件与操作系统

(2)独立于特定的网络硬件,可以运行在局域网,广域网,更适用于互联网中

(3)统一的网络地址分配方案,使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址

(4)标准化的高层协议,可以提供多种可靠的用户服务


TCP/IP体系结构

TCP/IP参考模型可以分为四个层次:应用层,传输层,互联层,主机—网络层。如图:

(1)主机网络层是TCP/IP实现的基础,它包括TCP/IP赖以存在的各种通信网与TCP/IP之间的接口和物理网络协议

(2)互连层中,它的功能主要由IP来提供,除了提供端到端的分组分发功能外,另外一个功能是在相互独立的局域网上建立互连网络,即互连网

(3)传输层中,负责应用进程之间的端—端通信,它与OSI参考模型的传输层功能是相似的

(4)应用层中,提供了一些SMTP, DNS, FTP 等协议


缺点:

1, 没有清楚的区分哪些是规范,哪些是实现

2, 最底层没有特别区分接口和层

OSI/RM 与TCP/IP参考模型的比较

相同:两者都以协议栈的概念为基础,并且协议栈中的协议彼此相互独立。都采用了层次结构的概念且各层的功能也大体相同

不同:对于无连接的和面向连接的通信范围有所不同

OSI模型的网络层同时支持无连接和面向连接的通信,但是传输层只支持面向连接的通信

TCP/IP模型的网络层只有一种模式即无连接通信,但是在传输层上同时支持两种模式。



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