計算機網路OSI模型、TCP/IP模型與5G協定

2020-10-20 15:00:52

一、 OSI參考模型

國際標準化組織(ISO)在1984年頒佈了開放系統互連參考模型(OSI),這是一個開放式的體系結構,將網路分為了七層。這七層分別是應用層、表示層、對談層、傳輸層、網路層、資料鏈路層和物理層。

1.1 七層模型的功能

分層功能
應用層網路服務與終端使用者的一個介面
表示層資料的表示、安全、壓縮
對談層建立、管理、壓縮
傳輸層定義傳輸資料的協定埠號,以及流控和差錯校驗
網路層進行邏輯地址的定址,實現不同網路之間的路徑選擇
資料鏈路層建立邏輯連線、進行硬體地址定址、差錯校驗等功能
物理層建立、維護、斷開物理連線

七層模型中的不同的每一層都有各自不同的功能,但是他們之間又相互聯絡,緊密配合,使網路空間得以正常執行。

1.2 七層模型每層的定義與解釋

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根據圖片可以看出:
應用層、表示層和對談層屬於應用層面;
傳輸層和網路層屬於邏輯層面;
資料鏈路層和物理層屬於硬體層面。

網路層及以下的通訊為對等的通訊,可以理解為主機對主機的通訊。
傳輸層的通訊則為端對端的通訊,可以理解為同一軟體在不同終端上的通訊。
注意:IP地址可變更,而MAC地址具有唯一性,不可變更。

但是隨著時代的發展,OSI七層模型逐漸被TCP/IP五層模型所取代,即將OSI七層模型中的應用層,表示層和對談層合併成應用層。如下圖所示:
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二、5G協定

三種協定族:(TCP、UDP、IP)

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三、各層的PDU協定資料單元

資料單元
傳輸層資料段
網路層封包
資料鏈路層資料框
物理層位元流(Bits)

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四、傳輸資料的封裝與解封裝

1.1 封裝過程

因每一層的傳輸資料單元不同,所以需要封裝TCP報文頭部,以此使下一層能夠看懂識別。
傳輸層:傳輸層有TCP/IP兩個協定,TCP(傳輸控制協定)和UDP(使用者資料包協定)。TCP協定傳輸更加穩定可靠,UDP協定傳輸效率更高。所以,上層資料到達傳輸層後需要封裝TCP頭部或者UDP頭部。
網路層:同理,上層資料到達這裡需要封裝IP頭部。
TCP/IP定義了網路互聯協定(IP)(英文是Internet Protocol)。而IP又由四個支撐協定組成:ARP(地址解析協定),RARP(逆地址解析協定),ICMP(網際控制報文協定)和IGMP(網際組管理協定)。
資料鏈路層:同理,上層資料到此需要封裝MAC頭部。
物理層:到達物理層就直接由計算機通過訊號接收了。

下圖就是封裝的過程:
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1.2 解封裝過程

解封裝就是將封裝過程逆向進行,這邊就不贅述了。可以通過下圖直觀瞭解。

下圖為解封裝過程:
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