计算机网络概述（协议层次与服务模型）

目录

1.协议层次

2.服务模型

1.协议层次

层次化方式实现复杂网络功能：

• 将网络复杂的功能分成明确的层次，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）+下层所提供的服务

服务和服务访问点

• 服务（Service）：底层实体向上层实体提供它们之间的通信的能力。
  • 服务用户（service user）
  • 服务提供者（service provider）
• 原语（primitive）：上层使用下层服务的形式，高层通过低层提供的服务，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SAP（Services Access Point）：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（address）：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（port）

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（Connection-oriented Service）
  • 连接（Connection）：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：适用于传输大的数据块，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，例如远程登陆
    • 不可靠的连接：例如数字化声音

• 无连接的服务（Connectionless Service）
  • 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；（例如：寄信）
  • 特点：不可靠、可能重复、可能失序
  • IP分组，数据包
  • 使用范围：适合传输零星数据
  • 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，例如挂号信
    • 请求回答，信息查询

服务和协议

服务和协议的区别：

• 服务（Service）：底层实体通过向上层实体提供它们之间通信的能力，是通过原语来操作的，垂直的。
• 协议（protocol）：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，水平的。

服务与协议的联系：

• 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通过更高级的服务

数据单元（DU）

2.服务模型

Internet协议栈

• 物理层：传输以比特为单位的数据。
  • 发送方将上层（链路层）传下来的帧中的数字数据（bit）转换为物理信号，在物理媒体中进行传输，接收方将物理媒体中的物理信号，还原为原来的数字数据。
• 链路层：在相邻两点传输以帧为单位的数据。
  • 将物理层传输的bit数据转换为以帧为单位的数据。将bit进行分组。
• 网络层：在端（主机）到端（主机）之间传输以分组为单位的数据。
  • 通过路由和转发定位到主机。
• 传输层：
  • 在主机到主机的基础上，完成进程到进程的区分。（socket与端口）
  • 将网络层提供的不可靠的服务变为可靠的服务。（TCP）
• 应用层：完成应用报文和应用报文之间的交互。

ISO/OSI参考模型

封装和解封装

各层次的协议数据单元

• 应用层：报文（message）
• 传输层：报文段（message segment）
• 网络层：分组packet（如果是无连接方式：数据报datagram）
• 数据链路层：帧（frame）
• 物理层：位（bit）