電腦網路從1970年代發展至今,架構已經變得非常的複雜,因此在發展時也整理出簡單的模型,方便後續開發者按照圖示設計軟硬體。目前主流模型架構是從1983年發展出來的TCP/IP協定套組(TCP/IP Protocol Suite)具有四層架構,包含了大量的協議(Protocol)。同期還有另一個模型,稱為開放式系統互聯模型(Open System Interconnection Model),又稱OSI七層架構模型。七層模型因為切太細了,實務上比較不好使用,目前大多用於教學說明上。兩者架構對應如下圖所示。
OSI七層架構模型
- 實體層(physical layer):指同軸電纜(Coaxial Cable)、光纖(Optical Fiber)、無線電波(Radio wave)無線網路等,這層主要是把資料轉成電子訊號傳輸。
- 資料鏈結層(data link layer):這層可以偵測與更正錯誤資料,確保可靠的資料傳輸。交換器就在這一層,資料會帶著網卡上的MAC實體位址,必須也要有目的端的MAC位址,才能送到另一台終端機或交換器上。
- 網路層(network layer):這一層定義定義封包的格式與協定,路由器就在這一層,傳輸資料時會帶著來源端IP位址,也必須要有目的端的IP位址,才會傳輸到目的端主機上。
- 傳輸層(transport layer):在這一層負責流量控制(Flow Control)、錯誤控制(Error Control)、壅塞控制(Congestion Control),強化網路層的服務品質。常見的協定有TCP(Transmission Control Protocol)、UDP(User Datagram Protocol)。TCP是連結導向(Connection-Oriented)通訊協定,進行封包之錯誤控制、流量控制、壅塞控制。UDP為非連結導向的通訊協定,廣泛應用於快速的要求與回覆查詢。
- 會議層(session layer):負責建立、維持、終止雙方的連線。
- 展示層(presentation layer):負責把二進位的資料轉成可閱讀的資料,會進行資料格式轉譯,資料壓縮與還原、檔案格式轉換、資訊加解密
- 應用層(application layer):定義使用者與通訊軟體之間的介面,例如有Telent、FTP、HTTP、POP3、SMTP、IMAP等。
至於TCP/IP模型就不多做介紹囉,看上圖就知道他們怎麼對應的。
對等傳輸(Peer-To-Peer Communications)
理解網路傳輸必須具有垂直與水平傳輸的觀念。在應用層產出資料後,會往下傳到第四層傳輸層,在這裡會加上表頭確認是哪一個應用程式產出,要傳到哪一個應用程式。接著往下傳到第三層網路層,會加上來源端及接收端的IP位址。繼續傳到第二層資料鏈結層,在這裡加上來源端及接收端的MAC位址。不過這裡的來源端一般是指你的交換器。接著透過資料不斷轉送,送到接收端電腦,接收端也會用上述的方式反向將表頭一個一個去除。
資料在傳輸層、網路層、資料鏈結層都會被重新切割並加上表頭,這個動作稱為封裝(encapsulation)。資料傳輸到接收端主機上時,會在對應層將表頭一個一個去除的行為,稱為解封裝(de-encapsulation)。資料在封裝後,稱為資料段(Segment),在第三層網路層叫封包(Packet),在第二層資料鏈結層則稱為訊框(Frame)。
今天就到這裡吧,下週就要開始實際上Cisco Learning Lab操作了。