4、计算机网络概论

1、OSI参考模型和TCP/IP模型

一、物理层Physical Layer：

物理层单位是比特，bit，任务是透明的传输比特流

功能：物理媒体上为数据端设备透明的传输原始比特流

物理层主要定义数据终端设备DTE，数据通讯设备DCE，他们的逻辑链接方法。全部的物理层协议就走物理层接口标准

物理层研究内容：规定接口的一些参数，机械的形状和尺寸，交换电路的数量和排列等。

好比笔记本上的网线接口，就是物理层规定的内容。

物理层还规定通讯链路上的传输信号的意义和电气特征，好比物理层规定信号A表明数字0，那么当节点要传输数字0的时候就会发送信号A

物理层的一些物理媒体：双绞线，光缆，无线通道。

二、数据链路层（Data Link Layer）

数据链路层的传输单位是帧（Frame）

任务就是：把网络层传下来的IP数据报，组装成帧

数据链路层的功能：成帧，差错控制，流量控制，传输控制

典型的数据链路层协议：SDLC,HDLC,PPP,STP,帧中继

 三、网络层（Network Layer）

网络层的传输单位：数据报（package）

重点：通讯子网的运行控制

主要任务：把网络层的协议数据单元（分组）从源端传送到目的端。

为分组交换网上的不一样主机提供通讯服务。

关键问题：对分组进行路由选择，实现流量控制，拥塞控制，差错控制，网际互联

节点A到节点B传输一个分组，有不少条能够选择路由。而网络层的做用就是根据网络的状况，利用相应的路由算法计算出

一条合适的路径，让这个分组顺利的到达。

 

流量控制：和数据链路层的流浪控制同样，都是协调A的发送速度和B的接收速度

差错控制：通讯的两个节点之间约定特定的检错规则，好比奇偶校验码，接收方根据这个规则检查接受的分组是否出现了差错，若是出现了差错，能够纠错就纠错，不能则丢弃。确保向上层提交的数据是无误的。

拥塞控制：全部节点都处于来不来及接受分组，而要丢弃大量分组的状况的话，网络就处于拥塞状态。

拥塞状态使得网络中两个节点没法正常通讯，玩过曾采用必定的措施，缓解这种拥塞，就是拥塞控制。

 

因特网是一个很大的互联网，由大量的异构网络经过路由器相互链接起来。

因特网主要的网络层协议是无链接的网络协议IP，和许多路由选择协议

所以网络层也叫网际层，或者叫IP层

网络层协议：IP，IPX，ICMP，ARP，IGMP，RARP，OSPF

四、传输层（Transport Layer）

也叫运输层，传输单位是报文段（TCP），用户数据段（UDP）

主要任务：负责主机中两个进程之间的通讯

功能：为端到端链接提供可靠地传输服务，为端到端提供流量的控制，差错控制，服务质量，数据传输管理等。

 

数据链路层提供的是点对点PPP的通讯，传输层提供的是端到端的通讯。

使用传输层的服务，高层用户能够直接进行端到端的数据传输，从而忽略通讯子网的存在。

经过传输层的屏蔽，高层用户看不到子网的交替变化，因为要给主机能够同时运行多个进程

所以传输层具备复用和分用功能。

复用：就是多个应用层的进程能够同时使用下面传输层的服务，多路复用

分用：就是传输层把收到的信息分别交付给上面应用层的相应进程。

传输层的协议:：TCP/UDP

五、会话层（Session Layer）

会话层容许不一样主机上各类进程之间的会话。会话层利用传输层提供的端对端的服务，向表示层提供他的增值服务。

这种服务主要是向表示层实体或者用户进程提供创建并在链接上有序的传输数据，这就是会话。也叫创建同步(SYN)

会话层负责管理主机间的会话进程：创建，管理，终止进程间的会话。

会话层使用校验点可让通讯会话在通讯失效的时候从校验点继续恢复通讯，实现数据同步。

六、表示层（Presentation Layer）

主要用于处理两个通讯系统中交换信息的表达方式。不一样机器采用的编码和表示方式不一样，使用的数据结构也不一样。

为了让不一样的表示方法的数据和信息之间能相互交换，表示层采用抽象的数据压缩，加密和解密，是表示层能够提供数据表示变换功能。

七、应用层（Application Layer）

应用层是OSI参考模型的最高层，是用户和网络的界面。

应用层为特定类型的网络应用提供访问OSI的环境手段。因此用户的实际应用多种多样，就要求应用不一样的应用协议来解决不一样类型的应用请求。因此应用层也是最复杂的一层，使用的协议也是最多的。

典型的协议:FTP,SMTP(电子邮件协议)，HTTP(万维网协议)

2、TCP/IP模型

网络接口层：对应OSI参考模型中的物理层和数据链路层

网际层

传输层

应用层：对应OSI参考模型中的会话层，表示层和应用层

一、网络接口层：功能相似OSI的物理层和数据链路层

表示与物理网络的接口，主机必须使用某种协议与网络链接，以便于在上面传递IP分组。

具体的物理网络能够是各类类型的局域网：以太网，令牌环网，令牌总线网等

还能够是：电话网，SDH，X.25，帧中继，ATM等公共数据网络。

网络接口层的责任是：从主机后者节点接收IP分组，把他们发送到指定的物理网络上。

二、网际层（主机-主机）：是TCP/IP体系的关键

和OSI网络层的功能很是类似，网际层是将分组发往任何网络，并为它独立的选择合适的路由

可是它不能保证各个分组有序的到达，各个分组的有序交付是由高层负责。

网际层定义的标准分组格式和协议，也就是IP协议

当前采用的IP协议是IPv4，下一个版本是IPv6

三、传输层（应用-应用，进程-进程）

功能和OSI的传输层相似，是让发送端和目的端主机上的对等实体能够进行会话。

传输层的主要协议：

传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）:面向链接的，数据传输的单位是报文段，可以提供可靠的交付。

用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP）：无链接的，数据传输单位是用户数据报，不能保证提供可靠的交付，只能尽最大努力交付。

四、应用层（用户-用户）：包含全部的高层协议

虚拟终端协议（Telnet），文件传输协议（FTP），域名解析服务（DNS）,电子邮件协议（SMTP）,超文本传输协议（HTTP）

3、OSI参考模型和TCP/IP模型的比较

一、OSI 参考模型：精肯定义3个概念：服务，协议，接口

和面向对象的程序设计思想吻合，TCP/IP模型并无加以区分

二、OSI参考模型产生在协议发明以前，没有偏向于任何特定的协议，通用性良好。

可是设计者在协议方面没有太多经验，不知道把哪些功能放到哪一层更好

TCP/IP模型正好相反，首先出现的是协议，模型其实是对已有的协议的描述。

所以不会出现协议不能匹配模型的状况，可是模型不适合于其余任何非TCP/IP协议栈

三、TCP/IP模型在设计的时候就考虑到多种异构网的互联问题

将网际协议IP做为一个单独的重要层次。

四、OSI参考模型在网络层支持无链接和面向链接的通讯，可是在传输层仅有面向链接的通讯。

TCP/IP模型任务可靠性是端到端的问题，所以在网际层仅有一种无链接的通讯模式，IP

可是在传输层支持无链接和面向链接的两种模式，TCP,UDP

4、通讯协议栈进行通讯的节点数据传输过程

每一个协议栈的最顶端都是一个面向用于的接口，下面各层是为通讯服务的协议。

用户要传输一个数据报的时候，一般是给用户可以理解的天然语言，而后经过应用层，天然语言会转化为用于通讯的通讯数据，通讯数据到达传输层，做为传输层的数据部分也就是传输层的SDU，在加上运输层的控制信息，也就是运输层的PCI，而后组成运输层的PDU,而后交到网络层。

运输层的PDU下放到网络层后，就成为了网络层的SDU，而后加上网络层的PCI，又组成了网络层的PDU.

下放到数据链路层，就这样层层下方，层层包裹，最后造成的数据报经过通讯线路传输，到达接收方节点协议栈。

接收方而后逆向的一层一层的把包裹拆开，而后把收到的数据提交给用户。

注：

一、在OSI模型中，网络层支持，无链接和面向链接的通讯。传输层只支持面向链接的通讯。

TCP/IP模型：网络只有无链接的通讯，也就是IP。传输层支持无链接和面向链接，TCP,UDP

流量控制：限制发送方发出数据流量让它发送速率不能超过接收方速率的一种技术

流量控制功能能够在数据链路层以及以上各层使用。

目前提供的流量控制功能主要是：数据链路层，网络层，传输层

 

二、集线器是一个多端口的中继器，工做在物理层

以太网交换机是一个多端口的网桥，工做在数据链路层

 

三、协议是水平的，服务是垂直的

协议是控制两个对等实体的通讯规则

服务是下层创建接口向上层提供服务。

 

四、计算机网络和分布式计算机系统的区别？

分布式系统：整个系统中的各个计算机对用户都是透明的，用户铜鼓哦输入命令就能够运行程序。可是用户并不知道是哪一台在为他运行程序。

计算机网络：用户必须在想要运行程序的计算机上进行登陆，而后按照计算机的地址，将程序经过计算机网络传送给计算机上去运行。最后，根据用户的命令将结果传送到指定的计算机。

主要的区别仍是软件不一样。

 

五、Internet使用的IP协议是无链接的，也就是传输的时候是不可靠的

六、端到端通讯和点到点通讯的区别

本质上：物理层，数据链路层和网络层组成的通讯子网为网络环境中的主机提供点到点服务

传输层为网络层的主机提供端到端的通讯

 

端：用户程序的端口，端口号标识了应用层不一样的进程