网络模型
- OSI定义
- 模型分布
- 数据封装、解封过程
- 数据链路层
- 1.LLC逻辑链路控制子层(Logic Link Control Sub Layer)
- 2.MAC媒介访问控制子层(Medium Acess Control Sub Layer)
- CSMA/CA
- RST-CST原理
OSI定义
OSI:Open Systems Interconnection Reference Model,开放系统互连参考模型
目的:用于计算机或通信系统间互联的标准,以实现网络互通
模型分布
物理层(Physical Layer):定义物理设备标准,包括电气特性、机械特性、功能特性、规程特性这四个方面。用于建立、维护、断开物理连接。定义通信的传输介质,实现实际终端设备信号传输,码流通过物理设备传输。工作设备主要有网卡、集线器、各种线缆(光纤、网线、同轴电缆)
数据链路层(Data Link Layer):
1.提供mac地址(网卡物理地址),物理地址寻址
2.数据成帧frame、转发
3.错误检测机制,发现数据有丢失则通知对方重传
网络层(Network Layer):
1.提供IP地址,数据传送的目的地寻址
2.选择一个传送数据的最佳路线,根据路由器运行的不同的路由协议选择最佳路径
传输层(Transport Layer):
1.提供端口号,根据端口号识别对应服务(每种应用对应不同的端口号)
2.控制数据流量,确保传输准确。发送端分段数据、接收端重组数据
会话层(Session Layer):
在应用程序之间建立维护并拆除会话连接
表示层(Presentation Layer):
为不同客户端提供数据和信息的语法转换,使系统能解读成正确的数据,同时它还能提供压缩解压、加密解密等服务。
应用层(Application Layer):
给用户和抽象的网络之间提供一个接口,使用户可以通过使用应用程序、app来使用整个的6层网络模型
数据封装、解封过程
数据链路层
数据链路层有两个著名sub layer
1.LLC逻辑链路控制子层(Logic Link Control Sub Layer)
该子层实现了两个站点之间帧的交换,实现端到端(源到目的),无差错的帧传输和应答功能及流量控制功能
2.MAC媒介访问控制子层(Medium Acess Control Sub Layer)
解决共用信道竞争,分配信道使用权。
目前LAN中常用的媒介访问控制方法是CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance,译为载波监听多路访问/冲突避免机制))
有线和无线使用MAC差异:
有线使用“冲突检测”CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect,载波监听多路访问/冲突检测机制):
1.发送数据前监听信道是否空闲,空闲则发送;
2.发送数据的同时监听,监听到冲突时停时发送,停止随机时间后重新发送
无线使用“冲突避免”CSMA/CA:同时发送和监听的方式,对于无线介质来说浪费资源。
CSMA/CA
由于无线网络是共享介质,协调的作用是使各个无线设备使用无线网络时避免冲突发生。
两种冲突避免方案:
1.避退:发送数据前,先监听无线链路状态是否空闲。当无线链路被其他设备占用时,设备会随机为每一帧选择一段退避(backoff)时间,减少冲突发生。
2.RST-CST握手:发送数据前,终端发送一个RST帧给目标,目标回复CST才开始传输数据。确保后续传输数据时其他设备不会使用信道。
RST、CST帧长很小所以消耗很少:
RST请求发送帧:20字节,内容包含要发送的数据帧长,
CST允许发送帧:14字节,内容包含请求中欲发送的数据帧的长度
RST-CST原理
RST-CST如何解决多个站之间数据传输冲突:
站A无线信号覆盖范围:B、C、E
站B无线信号覆盖范围:A、D、E
如果A向B发送数据:
1.A向B发送RST,因为B、C、E在A的覆盖范围内,所以都能接收到A发送的RST
2.B向A发送CST,因为A、D、E在B的覆盖范围内,所以都能接受到B的CTS
3.C接收到A的RST,接收不到B的CST。在A向B发送数据的同时,可以发送数据,不会干扰B
4.D接受不到A的RST,可以接收B的CST。在收到B发送的CST后关闭数据发送,避免干扰B
5.E接收A的RST和B的CST,在A发送数据帧的整个过程中不能发送数据
6.若A和E同时向B发送RST,两个RST冲突使得B接收不到正确的RST,则B无法产生CST,此时A和E各自推迟随机时间后重新发送RST
802.11提供3种“RST-CST”可供使用:
1.使用RST-CST帧
2.不使用
3.在一定条件下使用,当数据帧的长度超过某一数值时
协调功能(Coordination Function):
CSMA/CA具体运作时由协调功能来控制,协议规定四种协调功能
1.分布式协调功能(Distributed CF,简称DCF)
2.基于DCF之上的Point CF(Point CF,简称PCF)
3.混合型协调功能(Hybrid CF,简称HCF)
4.用于Mesh网络的(Mesh CF,简称MCF)
基于竞争的服务(contention-based service,使用DCF进行数据交换)
基于无竞争的服务(contention-free service,使用PCF进行数据交换)