-- 5计算机体系结构

2.1常用计算机体系结构

OSI七层体系，由下往上依次是物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层

TCP/IP是一个四层的体系结构，包含网络接口层，网际层，运输层，应用层

五层协议体系结构：物理层，数据链路层，网络层，传输层，应用层

 

应用层是体系结构中的最高层，不同的歌网络应用采用不同的应用层协议，比如：域名系统DNS，HTTP，HTTPS，邮件SMTP协议等，应用层交互的数据单元称为报文

 

运输层负责向两台主机中的进程之间的通信提供通用的数据传输服务，运输层协议主要分以下两种

TCP传输控制协议：面向连接的，可靠的数据传输服务

UDP用户数据报协议：提供无连接的、尽最大努力的数据传输服务，但不保证数据传输的可靠性

TCP和UDP都有其固定的格式，数据在经过运输层时会根据所选择的运输协议在应用层传输过来的数据基础上加上一个相对应的头部

 

网络层主要作用是实现两个网络系统之间的数据透明传送，其中包含路由选择，拥塞控制和网际互连等

网络层在发送数据时，会将运输层产生的报文段或者用户数据报封装成分组或者包进行传送，在TCP/IP体系中，网络层采用IP协议，因此分组又称之为IP数据报，简称数据报

 

数据链路层

链路层会将网络层传过来的数据组装成帧，在两个相邻节点的链路上传送帧

数据包进入路由器后，从下往上逐层解封到网络层，然后路由器根据数据包的目的网络地址和自身转发表来确定转发端口，然后再次进行封装传输

帧头和帧尾作用之一就是帧定界

透明传输（两种）

字节填充法

比如一段数据在传输过程中，数据带有和帧头帧尾一样的数据，为了避免读取解包发生错误，会在这类特殊字符前面添加转义字符，依次扫描到最后一个帧尾特征出现，接收端在收到数据后会在送往网络层之前删除转义字符，这样以保证传输的数据完整

零比特填充法

物理链路中以比特为单位进行数据传输，在发送数据前进行零比特填充法，对数据进行扫描，每5个连续的比特1后面就插入一个比特0

最大传输单元（MTU）：1500

差错校验

通信过程中都不是不理想的，有可能比特流在传输过程中有可能受到干扰，1可能变成0,0也可能变成1，这就叫比特差错，也叫误码

一段时间内传输错误的比特占所传输的比特总数比率称为误码率

FCS（帧校验序列），判断FCS是否正确可以检测出帧在传输过程中发生了差错但是不能定位错误，无法完成纠错，接收方可以通过检测重传方式来纠正传输差错，或者丢弃检测到差错的帧，取决于网络层提供的是可靠传输还是不可靠传输

 

物理层

利用传输介质为数据链路层提供物理连接，物理层上传输数据的单位是比特

导引型传输媒体：

同轴电缆，双绞线（非屏蔽和屏蔽两种），光纤

同轴电缆：成本高，不够灵活

双绞线：最常用的传输媒体，绞合的作用是为了抵御部分来自外界的电磁干扰和减少相邻导线的电磁干扰

光纤：速度快，通信容量大，传输损耗小，体积小重量轻，无串音干扰，保密性好，不易被窃听，抗雷电和电磁干扰性能好

非导引型传输媒体

无线电波，微波，红外线，可见光

 

以太网

第一个以太网标准IEEE802.3数据率为10Mbit/s，IEEE802委员会是一个专门制定局域网和城域网标准的机构

802.1：桥接

802.3：以太网

802.11：无线局域网

802.15：无限个人局域网

802.16：宽带无线接入

802.19：无线共存

802.21：媒体无关切换

802.22：无限偏远地区网络

IEEE 802.3定义了以太网的物理层和数据链路层的介质访问控制部分，其中物理层由两个组件组成，线缆和设备，数据链路层可以分为两个部分，逻辑链路控制（LLC）、介质访问控制（MAC）

物理层

线缆：半双工方式数据一次沿一个方向传输，全双工可以双向同时传输

光纤线缆：光纤线缆使用玻璃光纤或者塑料光纤

设备：以太网设备由计算机、打印机等具有网络接口卡的设备组成，常用设备有路由器、交换机、网桥