定义:为进行计算机网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。准确地说,它是对等实体之间的通信制定的有关通信规则约定的集合
三要素:
语义:涉及需要发出何种控制信息,完成何种动作与做出何种响应
语法:涉及数据与控制信息的结构与格式
时序:涉及速度匹配与事件顺序
协议很复杂
协议必须将各种不利的条件事先都估计到,而不能假定一切情况都是很理想和很顺利的
应当注意:事实上难免有极个别的不利情况在设计协议时并没有预计到。在出现这种情况时,协议就会失败
因此实际上协议往往只能应付绝大多数的不利情况
只有那些被高一层实体“看得见”的功能才能称为服务
面向连接服务:面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放这三个阶段
无连接服务:
两个实体之间的通信不需要先建立好连接
是一种不可靠的服务。这种服务常被描述为“尽最大努力交付”(best effort delivery)或“尽力而为”
服务和协议的关系
服务是垂直的,协议是水平的
N 层的服务用户只能看见 N 层的服务而无法
在 N 层协议控制下两个对等实体间的通信使得 N 层能够向 N+1 层提供服务;要实现 N 层协议,需要使用 N-1 层提供的服务
服务原语:
上层使用下层所提供的服务必须通过与下层交换一些命令,这些命令在 OSI中称为服务原语
请求(Request):服务用户向服务提供者请求服务,如请求建立连接、请求发送数据、请求拆除连接等
指示(Indication):指示事件,如对方数据到达、收到对方建立连接请求
响应(Response):对指示原语响应,如接受连接
证实(Confirm):报告服务用户对先前请求的答复
两个最重要的网络参考模型
OSI参考模型和TCP/IP参考模型
分层的优点:
各层之间是独立的、灵活性好、结构上可分割开、易于实现和维护、能促进标准化工作
OSI模型
低三层统称为通信子网,高三层统称被通信子网
高四层为端-端层
物理层
功能:在物理媒体上传输原始的数据比特流
内容:同具体的物理媒体有关
接口特性:
物理接口:
机械特性:如接插件规格
电气特性:如信号电平
传输规则:
功能特性:如引脚功能
规程特性:如何通信
比特编码
数据率
比特同步
传输模式:单工、半双工、全双工
时钟同步
数据链路层
功能:在相邻节点间无差错地传输一帧数据
内容:
寻址和封装—加入头尾信息(如头部的源和目标的物理地址)
同步—通知接收者开始接收帧数据
差错控制——加入数据校验码
流控制—协调收、发双方数据传输速率,以免收方缓冲溢出
节点到节点的数据传输
组帧、物理寻址(帧头增加物理地址)
流量控制、差错控制、访问控制(接入控制)
网络层
功能:将分组穿过通信子网从信源传输到信宿
内容:
路由选择:如何在多条路径中选择,穿过子网
拥塞控制:控制分组流入子网的流量,以免子网过载,性能下降
数据分片和组装:将长的分组分片,以使能在短分组网络上传输
网络互联:多个子网之间进行互连
逻辑寻址、分组转发
传输层
功能:提供端到端的数据传输服务
内容:
连接管理:建立连接、发收数据、拆除连接
报文分割和装配:将上层的长数据报文分割成小的段进行传输
端到端的差错控制与流量控制
分流和多路复用
会话层
功能:在两个互相通信的进程之间建立、组织和同步会话、会话活动管理、对话控制
内容:
会话管理—负责建立、清除对话连接,进行对话管理,用数据令牌跟踪控制哪一方有权发送数据
同步—在数据流中插入同步点,网络故障时从最近的同步点恢复
活动管理——一次会话分成多个活动,对各个活动进行管理
表示层
功能:提供数据或信息语法的表示变换,以确保不同表示方法的计算机能互相通信
内容:
各机器内部的数据表示与网络传输的抽象数据表示之间的变换
数据的压缩/解压缩
数据的加密/解密
语法、语义问题(编码)
应用层