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Windows 网络驱动设计指南 (一)网络模型

现代计算机网络是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体,其网络通信的过程很复杂:数据以电子信号的形式穿越介质到达正确的计算机,然后转换成最初的形式,以便接收者能够阅读。各个部件之间以何种规则进行通信,就是网络模型研究的问题。现在广泛研究的网络模型一般是 OSI 七层参考模型和 TCP/IP 四层参考模型。本章主要讨论 OSI 七层参考模型。 一、OSI 七层参考模型 为了解决不同体系结构的网络的互联问题,国际标准化组织 ISO (注意不要与 OSI 搞混)于1981年制定了开放系统互连参考模型(Open System Interconnection Reference Model,OSI/RM)。这个模型把网络通信的工作分为 7 层,如图1-1 所示,由低到高分别是: 1.物理层(Physical Layer) 2.数据链路层(Data Link Layer) 3.网络层(Network Layer) 4.传输层(Transport Layer) 5.会话层(Session Layer) 6.表示层(Presentation Layer) 7.应用层(Application Layer)。 模型中的每一层都完成网络传输中的一个独立任务。在发送端,用户数据自上而下经过以上七层的流水线,除了物理层之外,每一层都会在原始数据前添加一串属于自己的协议头,最后形成一串0、1组成的二进制流。然后根据物理介质是光纤、电缆、还是空气,二进制流转化为光信号、电信号、电磁波信号在物理介质(物理层)里传输,经过若干个中继交换机(链路层)的交换、经过若干个中继路由器(网络层)的转发,最终到达数据的终点。在接收端,自然有理解这些协议头的对端,逐层来剥离数据头,并最终将原始数据呈现给用户。数据的封装和解封装如图1-2 和图1-3 所示。 在深入讨论 OSI 各层的职责和功能之前,我们来了解一些常见的网络术语。 二、网络节点和链路 一个网络节点是一个连接点,表示一个再分发点 (redistribution point)或一个通信端点(一些终端设备)。节点的定义根据所提及的网络和协议层的不同而不同。 对物理层来说,一个物理网络节点是一个连接到网络的有源电子设备,能够通过通信通道发送、接收或转发信息。它可以是数据电路端接设备(DCE),如调制解调器、集线器、桥接器或交换机;也可以是一个数据终端设备(DTE),如数字手机、打印机或主机(例如路由器、工作站或服务器)。 对数据链路层来说,每一个链路层网络节点必须拥有 MAC 地址,例如计算机、包交换机、以及无线 AP。而这时集线器构成一个物理网络节点,但是并不构成数据链路层网络节点。这是因为集线器没有智能处理能力,对它来说,数据只是电流而已,当一个端口的电流传到集线器中时,它只是简单地将电流传送到其他端口,并不关心其他端口连接的计算机接收不接收这些数据。类似的,中继器是一个物理网络节点而不是一个链路层网络节点。 对网络层来说,所有的主机(即通过网络层地址来标识的网络节点)都是物理网络节点。但是,一些数据链路层设备,如交换机、桥接器和无线 AP 不拥有网络层地址(除了有时用于管理目的),这些设备不认为是网络层节点,但它们是物理网络节点和数据链路层节点。 两个节点间的线路称为“链路”,其两端的节点称为相邻节点。链路分物理链路和数据链路两种,前者是指实际存在的通信线路,由设备网络端口和传输介质连接实现;在一条物理线路之上,通过一些规程或协议来控制数据的传输。实现这些规程或协议的硬件和软件加物理线路,这样就构成了数据链路。数据链路是“逻辑”链路。当采用复用技术时,在一条物理链路上可以存在多条数据链路。 […]

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