负责 结点- 结点(node-to-node ) 之间的数据传输,使用硬件地址来定位远程主机(物理寻址):在帧头中增加发送端和/或接收端的物理地址标识数据帧的发送端和/或接收端(组帧)。并进行必要的控制:
流量控制(Flow control)——避免淹没接收端
差错控制(Error control)——检测并重传损坏或丢失帧,并避免重复帧
访问(接入)控制(Access control)——在任一给定时刻决定哪个设备拥有链路(物理介质)控制使用权
1 物理层(Physical) 比特流 传输比特流。将链路层的数据用高低不同的电平值表示发送到物理线路上。物理层规定了设备的接口形状、针脚个数、针脚不同电平值的含义。
2.2TCP/IP(Internet)参考模型
TCP/IP协议栈是美国国防部高级研究计划局计算机网(Advanced Research Projects Agency Network,ARPANET)及其后继Internet使用的参考模型。从低层到高层依次为: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、传输层和应用层(对应OSI参考模型中的会话层、表示层和应用层)。TCP/IP由于得到广泛应用而成为事实上的国际标准。TCP/IP的层次结构及各层的主要协议如图1.1所示。
图1.1TCP/IP参考模型2.3五层参考模型
综合OSI和TCP/IP参考模型的优点,我们将七层参考模型中的会话层和表示层的功能由应用层来做,采用五层参考模型来学习计算机网络。五层分别为:物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
3、OSI下数据封装与通信过程在OSI参考模型中主机要完成所有的七层功能,中间系统只需要完成下三层的功能,也就是物理层、数据链路层、网络层。之前也提到了,按照层次结构来看,所有对等层次之间都遵循相关的协议,进行数据交换,也就是说,对应层次之间协议规定了这个层次如何去构造数据,如何去交换数据,但要注意协议画的是虚线,在对等层之间交换的数据并不是物理上直接到达的,只是逻辑上到达对应的对等层。那么物理上真正通信是如何通信的呢?物理上通信怎么说也得通过链路,通过光信号、电信号、或者电磁波,所以物理层最下边是物理介质,物理介质完成物理信号传输。
那么按照OSI参考模型来看,数据是怎么进行通信的呢?比如A主机要发送一个数据给B,主机A的应用层最先处理数据,应用层处理完交给表示层,表示层交给会话层......,一层一层留下来通过物理介质发送到中间系统,中间系统从物理层把数据接收过来,接收以后要把数据进行还原,还原的时候遵循对等层之间的协议,比如中间系统的物理层还原数据时要遵循和主机A的物理层的协议。逐层还原到网络层。网络层明确数据应该在哪一段连路上传输,然后逐层处理交到物理层,传输到主机B,主机B再逐层还原。
注意:图1.2中实线所描述的过程是数据真正流动的方向,OSI参考模型把这个也叫做实通讯(或物理通讯)。那么虚线看到的是对等层之间的通信。协议规定的是对等层之间如何交换数据,比如应用层,在这一层看来,似乎数据是从主机A的应用层直接送到主机B的应用层。举个例子,我给女朋友(-vv-)写信,我写完信邮寄给女朋友,女朋友收到之后回信,看似好像是我直接和女票通信。事实上是我把信加上信封,按照规定(协议)写上邮政编码等信息,然后交给我们那的邮递员,邮递员逐层往下交,然后通过汽车、火车或者飞机等邮寄,邮寄的时候也是每一环节读取信封上的信息确定该往哪发,最后我女票收到信后,打开看信。所以协议是“水平的”,在传输过程中,相邻层之间交换信息是通过接口把数据交给下一层,或者通过接口向上一层提供服务。
我们从图1.2发现OSI上面四个层是和下面三层不太一样,中间系统实现的功能只到第三层,网络层再往上中间系统理论上就不用实现了。也就意味着上面四层直接从源主机对应到目的主机对应层次,这四层协议规定处理的数据直接到目的主机去处理。我们把这四层叫做端到端层(end-end)。
图1.2 OSI参考模型数据通信过程