概观
在上一章中,我们介绍了计算机网络,我们了解它们在日常生活中的重要性。在本章中,我们将介绍通过网络进行通信时使用的分层模型。
我们将讨论TCP / ip模型和OSI模型,以更好地理解通信的工作原理。这将导致对每个层的详细讨论,以便更好地理解它们。
使用分层模型
为了更好地理解各种协议以及它们如何相互协作,我们使用分层模型。分层模型显示协议如何在每个层上工作,以及层如何与它们上方或下方的层交互。在现代计算机网络中使用的分层模型是两个; OSI模型(开放系统互连)和TCP / IP模型(传输控制协议/互联网协议)
使用OSI和TCP / IP模型解释网络协议如何工作有几个好处,其中包括以下内容。
如前所述,我们将在本课程中讨论的两个模型是OSI和TCP / IP模型。但是,这两个模型是不同的。
TCP / IP模型是协议模型,它描述了每个层的功能。此模型中定义的协议通常基于供应商规范。但是,TCP / IP模型是开放标准,因此没有公司可以控制定义。TCP / IP中的这些协议和定义保存在由IETF(因特网工程任务组)维护的公共记录中,它们被称为RFC(评论请求)。TCP / IP模型是在20世纪70年代由美国国防部(国防部)引入的。
注意:虽然您不需要了解所有背景信息,但您需要了解该课程的一些RFC以及CCNA考试。
OSI模型是参考模型,用于在网络中使用的各种协议和服务之间提供或维护一致性和标准化。它没有严格规定每个层的协议和服务应该如何或者是什么,而是作为指导。一个很好的类比将是一个城市的建筑法规委员会,这个机构将负责一个人可以建立一个结构,强度规格,最大高度和其他规定的规定,但是,它不能规定具体的设计要建的建筑物。参考模型旨在清楚地了解发生的情况 - 每一层的功能和过程,但是,它并没有准确地说明它们应该如何实施。
OSI和TCP / IP模型如下所示,然而,OSI模型是当今网络中最常用的模型。网络工程师在必要时将其用于设计,操作和排除网络设备故障。这并不意味着TCP / IP模型不相关,因为我们将在本课程中继续学习。
TCP / IP模型
这种模型最早是在1970年代推出的。从上面的输出中可以看到有四个类别。首先使用该模型定义网络通信,并且为了成功进行通信,每层的功能必须在网络中就位。
从下面的输出中,您可以看到此模型的每个层的功能。应用程序层是与用户交互的组件,当您使用Web浏览器时,它是应用程序层的组件。
传输层定义了各种端口,有助于区分不同类型的通信与单个用户。您可能正在一台计算机上发送电子邮件,浏览和收听互联网广播。传输层的工作是区分不同类型的通信。传输层还有助于不同网络设备(如PDA和计算机)之间的互操作性。
互联网层旨在为远程网络提供最佳路径,从而区分网络上的不同设备。如果要在远程网络上从一台计算机向另一台计算机发送消息,则确保该消息到达预期的接收者是因特网层的工作。您可以将互联网层与您要发送信件时使用的地址进行比较。
网络访问层充当网络中的硬件和软件组件之间的接口。应用程序,传输层和互联网层都是由软件实现的,但是,网络访问将来自这些层的消息转换为可以通过光纤电缆,铜线和无线等各种介质传输的形式。
TCP / IP模型中定义的协议描述了每层的各种功能和过程。这意味着每层的协议必须具有TCP / IP模型所描述的特定功能。
例如,如果我们要发送电子邮件,则下面显示的步骤将是此通信的每个层的功能。
注意:封装是添加协议特定信息以及将协议数据单元(PDU)转换为符合其所在层的形式的过程。在这种情况下,传输层的PDU是段。
如上所述,数据在TCP / IP模型的每一层所采用的每种形式称为PDU,我们已经讨论了传输和互联网层PDU。下面的列表显示了TCP / IP模型不同层的每个PDU。
OSI模型
OSI模型提供了可在每一层发生的广泛功能和服务列表。它还描述了每个层与其正上方和下方的层的相互作用。
TCP / IP和OSI模型的比较
可以在OSI模式中清楚地定义和描述TCP / IP模型中讨论的协议。在此模型中,如上图所示,应用程序和网络访问层被分解以定义更多功能。应用层分为应用层,表示层和会话层,而网络接入层则分为数据链路和物理层。
与TCP / IP模型不同,OSI模型显示了每个层的更详细功能。在数据链路和物理层,OSI模型仅描述如何从网络层处理数据到物理层。它没有说明每个人究竟发生了什么。
OSI模型的网络和传输层与TCP / IP模型的网络和传输层非常相似。这些层的功能是相同的。
传输层定义了不同用户计算机之间的通信方式。在该层,规则定义了如何确认消息,通信如何从错误中恢复,以及如何安排段。在OSI模型中,主要使用的协议是UDP和TCP协议。我们将在未来的主题中研究这些内容。
PDU和分层模型上的通信
OSI模型定义了如何对消息进行编码,格式化,封装和分段,以便它们可以通过网络传输。如前所述,数据通常分解为不同的PDU,OSI模型中的层定义了每个PDU的控制方式,以使通信成功。
地址是在网络中成功通信的方式之一。如果我们可以使用邮局类比,你可以想象如果不是不可能发送没有目的地地址的信件会有多困难,或者如果收件人不知道回复谁会有多困难。下图显示了通过网络进行通信时使用的各种地址。
每种类型地址的使用将在后续章节中讨论。PDU定义该模型的每一层的数据类型。
注意:在网络上传输数据的过程由TCP / IP和OSI参考模型指导,因此您不应忽视这些概念,因为它们对于理解网络通信至关重要。
总结
在本章中,我们讨论了通信如何在分层模型上工作。我们已经了解了TCP / IP和OSI参考模型以及它们如何定义每层的通信。我们还查看了协议数据单元并比较了两种模型。在下一章中,我们将介绍应用程序层。