Shaoqun Liu's blog
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体系结构

0x00 基本概念

0x00 定义及功能

计算机网络是一些互联的、自治的计算机系统的集合。从组成上看,由硬件、软件、协议三大部分组成,从工作方式上看,可以分为边缘部分和核心部分,从功能上看由通信子网和资源子网(基本组成)组成。
网络资源包括硬件资源、软件资源与数据资源。因特网采用的核心技术即为TCP/IP
计算机网络的功能:
  • 数据通信
  • 资源共享
  • 分布式处理
  • 提高可靠性
  • 负载均衡

0x01 分类

按分布范围分类:
  • 广域网WAN,交换技术
  • 城域网MAN,多采用以太网技术
  • 局域网LAN,广播技术
  • 个人区域网PAN
按传输技术分类:
  • 广播式网络:所有联网计算机都共享一个公共通信通道,故不需要网络层,也不存在路由选择问题
  • 点对点网络:每条物理线路连接一对计算机
按拓扑结构(主要取决于通信子网):
  • 星型网络:每个计算机用单独的线路与中央设备相连
  • 总线型网络:用单根传输线连接计算机
  • 环形网络:所有计算机设备连接成一个环
  • 网状形网络

0x02 性能指标

  • 带宽
  • 时延
    • 发送时延:将分组数据推向链路所需时间
    • 传播时延:电磁波传播所花费的时间
    • 处理时延:数据在交换结点为存储转发所花费的时间
    • 排队时延:在路由器中排队等待处理的时延
  • 时延带宽积:传播时延乘以信道带宽
  • 往返时延RTT:从发送端发送数据到收到来自接收端的确认总共历经的时延
  • 吞吐量:单位时间内通过的数据量
  • 速率

0x01 分层

0x00 OSI七层

从上而下依次为:
传输单位PDU
任务
功能
应用层
-
用户与网络的界面
比如HTTP, SMTP等
表示层
-
处理两个系统中交换信息的表示方式
数据压缩、编码、加解密、格式转换
会话层
-
利用传输层提供端到端的服务
建立、管理同步、终止进程间会话
传输层
报文段(TCP)或用户数据报(UDP)
主机中两个进程之间的通信,建立、维护和拆除端对端链接
拥塞控制流量控制、差错控制、数据传输管理、分组排序
网络层
数据报
将数据单元分组从源端传输到目的端
路由选择、拥塞控制、流量控制、差错控制
数据链路层
将网络层传下来的IP数据报组装成帧,两个主机之间
成帧、差错控制、流量控制、传输管理、物理寻址
物理层
比特
透明地传输比特流
在物理媒体上为数据端设备传输原始比特流
高三层为资源子网,低三层为通信子网。
点对点是主机之间的通信,端对端是主机进程之间的通信。只有传输层及以上层的通信才能称之为端对端
计数的时候一般认为物理层是第一层,然后从下往上数依次递增。
集线器工作在物理层,交换机工作在数据链路层,路由器工作在网络层

0x01 TCP/IP四层

对应OSI
功能
协议
应用层
上三层
用户-用户
DNS, FTP, HTTP
传输层
传输层
进程-进程
TCP, UDP
网际层
网络层
主机-主机
IPv4, IPv6
网络接口层
后两层
-
-

0x02 比较

相同点:
  • 都采用分层体系结构
  • 都基于独立的协议栈体系
  • 都可以解决异构网络的互联
不同点:
  • OSI精确定义了服务、接口和协议,而TCP/IP没有明确的区分
  • OSI在协议发明之前,没有偏向于任何协议,通用性良好,TCP/IP实际上是对已有协议的描述
  • TCP/IP在设计之初就考虑到多种异构网的互联
  • OSI在网络层支持无连接和面向连接的通信,但在传输层仅有面向连接的通信,TCP/IP认为可靠性是端到端的问题,因此网际层仅有一种无连接的通信模式,但是传输层支持无连接和面向连接两种模式