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        公司新聞
        工業以太網基礎知識介紹—網絡體系及標準
        發布時間: 2024-04-03 14:56 更新時間: 2024-11-22 08:00
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        20世紀60年代以來,計算機網絡得到了飛速發展。各大廠商和標準組織為了在數據通信網絡領域占據主導地位,紛紛推出了各自的網絡架構體系和標準,如IBM公司的SNA協議,Novell公司的IPX/SPX協議,以及廣泛流行的OSI參考模型和TCP/IP協議。同時,各大廠商根據這些協議生產出了不同的硬件和軟件。標準組織和廠商的共同努力促進了網絡技術的快速發展和網絡設備種類的迅速增長。

                網絡通信中,“協議”和“標準”這兩個詞匯常??梢曰煊谩M瑫r,協議或標準本身又常常具有層次的特點。一般地,關注于邏輯數據關系的協議通常被稱為上層協議,而關注于物理數據流的協議通常被稱為低層協議。IEEE 802就是一套用來管理物理數據流在局域網中傳輸的標準,包括在局域網中傳輸物理數據的802.3以太網標準。還有一些用來管理物理數據流在使用串行介質的廣域網中傳輸的標準,如幀中繼FR(Frame Relay),gaoji數據鏈路控制HDLC(High-Level Data Link Control),異步傳輸模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)。

            不同的協議棧用于定義和管理不同網絡的數據轉發規則。

               guojibiaozhun化組織ISO于1984年提出了OSI RM(Open System Interconnection Reference Model,開放系統互連參考模型)。

         OSI模型的設計目的是成為一個開放網絡互聯模型,來克服使用眾多網絡模型所帶來的互聯困難和低效性;OSI參考模型很快成為計算機網絡通信的基礎模型。在設計時遵循了以下原則:

      2. 各個層之間有清晰的邊界,便于理解;

      3. 每個層實現特定的功能,且相互不影響;

      4. 每個層是服務者又是被服務者,即為上一層服務,又被下一層服務;

      5. 層次的劃分有利于guojibiaozhun協議的制定;

      6. 層次的數目應該足夠多,以避免各個層功能重復。

      7. OSI參考模型具有以下優點:

      8. 簡化了相關的網絡操作;

      9. 提供即插即用的兼容性和不同廠商之間的標準接口;

      10. 使各個廠商能夠設計出互操作的網絡設備,加快數據通信網絡發展;

      11. 防止一個區域網絡的變化影響另一個區域的網絡,因此,每一個區域的網絡都能單獨快速升級;

      12. 把復雜的網絡問題分解為小的簡單問題,易于學習和操作。

      13.        OSI七層模型中,給每一個對等層數據起一個統一的名字為:   協議數據單元(PDU,Protocol Data Unit)。相應地:

                    應用層數據稱為應用層協議數據單元(APDU,Application Protocol Data Unit),

                    表示層數據稱為表示層協議數據單元(PPDU,Presentation Protocol Data Unit),

                    會話層數據稱為會話層協議數據單元(SPDU,Session Protocol Data Unit)。

                    傳輸層數據稱為段(Segment),

                    網絡層數據稱為數據包(Packet),

                    數據鏈路層稱為幀(Frame),

                    物理層數據稱為比特流(Bit)。

               封裝(Encapsulation)是指網絡節點(Node)將要傳送的數據用特定的協議頭打包,來傳送數據,同樣在某些層進行數據處理時,也會在數據尾部加上報文,這時候也稱為封裝。OSI七層模型的每一層都對數據進行封裝,以保證數據能夠正確無誤的到達目的地,被終端主機接受、執行。

         數據到達目的地后需要進行解封裝。解封裝與封裝的過程恰好相反。

             OSI的對等層之間的通信是每一層利用下一層提供的服務與對等層通信。

        1、物理層

               物理層涉及到在通信信道(channel)上傳輸的原始比特流,是OSI參考模型的基礎,它實現傳輸數據所需要的機械、電氣功能特性。它不關心每一bit流(0,1)所代表的含義( 如代表地址還是應用數據),只關注如何把bit流通過不同物理鏈路傳輸至對端。典型的象中繼器、集線器(hub)就屬于物理層設備。

         2、數據鏈路層

                數據鏈路層主要任務是提供對物理層的控制,檢測并糾正可能出現的錯誤,使之對網絡層顯現一條無錯線路,并且進行流量調控。

         3、網絡層

               網絡層檢查網絡拓撲,以決定傳輸報文的zuijia路由,轉發數據包。其關鍵問題是確定數據包從源端到目的端如何選擇路由。網絡層設備通過運行路由協議(Routing Protocol)來計算到目的地的zuijia路由,找到數據包應該轉發的下一個網絡設備,然后利用網絡層協議封裝數據包,利用下層提供的服務把數據發送到下一個網絡設備。

         4、傳輸層

               傳輸層位于OSI參考模型第四層,Zui終目標是向用戶(一般指應用層的進程),提供有效、可靠的服務。

        5、在會話層

                在會話層及以上的高層次中,數據傳送的單位不再另外命名,統稱為報文。會話層不參與具體的傳輸,它提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立和維護應用之間通信的機制。如服務器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。

        6、表示層

               表示層主要解決用戶信息的語法表示問題。它將欲交換的數據從適合于某一用戶的抽象語法,轉換為適合于OSI系統內部使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉換數據服務。數據的壓縮和解壓縮,加密和解密等工作都由表示層負責。

        7、應用層

                應用層為操作系統或網絡應用程序提供訪問網絡服務的接口。

                OSI參考模型的建立是網絡技術發展的一個里程碑,它為網絡的標準化提供了一致的框架和前景。但由于OSI參考模型的龐大,所以在建立網絡時,并沒有完全依賴OSI參考模型。事實上,基于TCP/IP協議的Internet網絡有著自己的網絡體系結構—TCP/IP網絡體系結構。這種體系結構,目前已經成為事實上的網絡標準。

               TCP/IP協議體系結構與OSI參考模型類似,也為分層體系結構,但比OSI參考模型的層數要少,一般指的四層結構,從低到高,依次為數據鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層,

        1、數據鏈路層

               數據鏈路層在TCP/IP協議結構的Zui底層。該層中的協議提供了一種數據傳送的方法,使得系統可以通過直接的物理連接的網絡,將數據傳送到其他設備,并定義了如何利用網絡來傳送IP數據報。TCP/IP網絡接口層一般包括OSI參考模型的物理層和數據鏈路層的全部功能,因此這一層的協議很多,包括各種局域網、廣域網的各種物理網絡的標準。

        2、網絡層

               網絡層在網絡接口的上一層。網絡層協議IP是TCP/IP的核心協議,也是網絡層中Zui重要的協議。IP可提供基本的分組傳輸服務,這是構造TCP/IP的基礎。網絡層上、下層中的所有協議都使用IP協議傳送數據;所有的TCP/IP數據,無論是進來的還是出去的,都流經IP,并與它的Zui終目的地無關。另外,網絡層還有兩個協議,地址轉換協議(ARP)和網間控制報文協議(ICMP),其中ICMP協議具有測試網絡鏈路和檢測網絡故障的功能,是IP協議不可分割的一部份。

        3、傳輸層

               傳輸層在網絡層的上一層,又稱主機到主機傳輸層。傳輸層有兩個重要的協議是傳輸控制協議TCP和用戶數據報文協議UDP,用以提供端到端的數據傳輸服務,即從一個應用程序到另一個應用程序之間的信息傳遞。TCP利用端到端的錯誤檢測與糾正功能,提供可靠的數據傳輸服務。而UDP則提供低開銷、無鏈接的數據報文傳輸服務。

        4、應用層

               TCP/IP協議體系結構的頂層是協議Zui多的一層。應用層的協議大多數都為用戶提供直接的服務,而且還在不斷地增加新的服務。

               常見的應用層協議有:

      14. Telnet網絡終端協議;

      15. FTP文件傳輸協議;

      16. SMTP簡單郵件傳輸協議;

      17. POP郵件接收協議;

      18. HTTP超文本傳輸協議;

      19. DNS域名服務等。


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