:: I'm Nagg :: 那個先生

OSI參考模型

國際標準組織(ISO, International Organization for Standardization)於1984年發表了OSI7層模型，學習OSI 7層架構的目的在於將它當作一把尺，可用來丈量所有網路上使用的協定。

◆實體層(Physical Layer)

◆資料鏈結層(Data Link Layer)

◆網路層(Network Layer)

◆傳輸層(Transport Layer)

◆會議層(Session Layer)

◆表達層(Presentation Layer)

◆應用層(Application Layer)

實體層(Physical Layer)

◆傳輸媒體(Media)：考慮衰減少，變形少，傳輸資料量大，成本低

▽導向式媒體(guided media): 指的是實體的線材

▽非導向式媒體(unguided media)：指的是非實體的線材

◆訊號編碼(Signal Coding)：定義訊號的表現方式與訊號承載資料的方式

▽基頻編碼：直接控制訊號狀態

▽寬頻調變；藉由改變載波(Carrier)的振幅, 頻率, 相位等三種物理特性來傳遞資料

資料鏈結層(Data Link Layer)

媒體存取控制子層(Media Access Control, MAC)

◆定址：藉由網路位址(MAC)

◆框架化：即上下層的資料封裝(Encapsulation)動作

◆媒體存取方式：載波偵測多重存取與碰撞檢查(CSMA/CD)

邏輯連結控制子層(Logical Link Control, LLC)

◆流量控制：避免處理速度趕不上傳送速度，必須進行同步化(Synchronization)

◆錯誤修正：常用CRC，若無法驗證則捨棄

網路層(Network Layer)

當資料從一個網路媒體傳送到另一種網路媒體時，網路層會依據不同的媒體差異，進行資料的分割(Fragmentation)與重組(Reassembly)動作

◆定址：IP, Subnet Mask

◆尋徑：根據路由演算法(Rorting Algorithm)進行路徑的尋找

傳輸層(Transport Layer)

◆編定序號

◆控制資料流量

◆偵測與錯誤處理

會議層(Session Layer)

◆建立連結

◆維護連結 (同步, Keep alive)

◆資料交換管理 (單雙工)

表達層(Presentation Layer)

◆內碼轉換

◆壓縮與解壓縮

◆加密與解密

應用層(Application Layer)

◆應用程式

網路整體架構

從網路的整體架構來觀察，有下列幾種組成

◆網路邊緣(network edge)

◆網路核心(network core)

◆存取網路實體媒界(access networks,physical media)

網路邊緣(network edge)

類型

◆end systems(hosts) : 應用程式與主機,例如:Web,Email

◆client/server model : 例如:web browser/server; email client/server

◆peer-peer model : 例如:Guntella, KaZaA

服務

TCP (Transmission Control Protocol) 和 UDP (User Datagram Protocol) 都是屬於 OSI 模式七層結構中的傳輸層 (Transport layer) ，傳輸層是負責提供兩個通訊軟體之間以約定的通訊品質 (level of reliability) 來傳送資料，也就是提供 end-to-end 的服務。

◆連結導向(connection-oriented) 的通訊協定 : TCP(Transmission Control Protocol)

◆RFC 793

◆reliable,in-order byte-stream data transfer

◆stream-oriented
  提供連續的資料 (stream) 給通訊軟體

◆full-duplex
  stream 是雙向的 (bi-direction)

◆connection-oriented
  在兩個通訊實體(client 及 server)間開始傳送資料前,專一的(邏輯)通訊管道(聯結) 必須先建立.

◆application-layer addressing
  雙方通訊軟體要能定址到對方

◆in-sequence delivery
  自動重送沒有到達的資料分段，自動刪除重複的資料分段，保證接收到的資料按照正確的順序排列

◆user-data integrity
  驗證收到的資料，保證資料在傳輸過程物沒有損壞

◆graceful release
  保證存在 buffer 中的資料在被刪除前，都已經成功的傳送完畢

◆流量控制(flow control)
  使發送者傳輸資料的速度低於接收者接收資料的速度

◆擁塞控制(congestion control)
  senders "slow down sending rate" when network congested

◆應用
  HTTP(web),FTP(file transfer),Telnet(remote login),SMTP(email)

◆無連結傳送(connectionless) 的通訊協定 : UDP(User Datagram Protocol)

◆RFC 768

◆unreliable data transfer

◆datagram-oriented
  資料被封包成一個個的 packet (datagram)，在網路上傳輸時，每個 datagram 被視為彼此獨立

◆connectionless
  在兩個通訊實體間, 並沒有一專一的邏輯管道，所有要傳送的資料可透過不同的邏輯管道傳輸，可能會有datagram 遺失﹑延遲﹑重複﹑或順序錯誤等問題。

◆application-layer addressing
  雙方通訊軟體要能定址到對方

◆user-data integrity
  驗證收到的資料，保證資料在傳輸過程物沒有損壞

◆無流量控制,無擁塞控制,無專用通道

◆應用
  streaming media, teleconferencing, DNS, internet telephone

網路核心(network core)

◆類型

▽路由器

▽網際網路本身

◆資料的傳送方式

▽線路交換(Circuit Switching)

■連線時資源專屬(dedicated)，故效率與頻寬保證

■技術上是以電路方式進行傳輸，系統保留一條點對點傳輸的頻寬，以64Kbps速率傳送語音，當電話接通，這段頻 寬便完全佔線，直到兩端通完電話為止，這樣的技術是以全雙工(full duplex) 的傳輸方式，也稱為 connection oriented。

■連結頻寬有二種方式分配

■分頻多工 ( FDM;Frequency Division Multiplexing )

□多個使用者在相同時間使用不同的頻寬來傳送訊息

■分時多工 ( TDM;Time Division Multiplexing )

□多個使用者在不同時間使用相同的頻寬來傳送訊號

□在相鄰時槽間加上一小段的保護時間 ( Guard Time )，可防止相鄰時槽間訊號傳輸的干擾

▽封包交換(Packet switching)

■連線時資源共享(Shared)，簡單，無須做連線前建立的動作

■資料在傳遞之前，先將要傳送的資料切割為數個大小相等的區塊(Message Segmenting),加上某些檔頭資訊之後，透過不特定的路徑(path selection)在網路中傳遞。

■存儲轉發(Store-and- Forward)的特性：存儲轉發是一個動態分配線路的方式。它不事先建立線路，當發送端有資料要傳送時，先交給交換設備儲存 起來，等待適當的時機，交換設備再選擇一條合適的空閒輸出線將訊息轉發出去。

■統計式多工(Statistical Multiplexing)的特性

■分封交換技術依其轉發(forwarding)的方式不同，又可以分為以下兩類：

□虛擬線路(Virtual Circuit)
訊息在傳送前先建立一條邏輯的虛擬線路，由路由器負責維護每一連線的狀態，在關閉連接時撤消。兩主機之間一旦建立起虛擬線路，封包即可遵循既定的交換設備 路徑進行傳輸，不必給出明顯的接收端位址，不必為各封包單獨尋找路徑，封包便會有次序地到達目的地，並不需進行重組。但虛擬線路在內部需具備輸出入緩衝等 機制來支持其運作及可靠性。目前絕大多數的電腦網路是採用此模式來進行資料的傳輸，如X.25、訊框傳送(Frame Relay)、非同步傳輸模式(ATM)等皆是。 Virtual Circuit提供應用程式的服務一定是Connect-Oriented的

□資料報(Datagram)
此類模式沒有建立連接的過程，而所傳輸的封包稱為資料報。每個資料報均攜帶接收端位址，傳輸時各自單獨尋找路徑，並不需要內部機制來支援。 Datagram可提供應用程式 Connectionless(UDP) 與 Connect-Oriented(TCP) 二種服務

線路交換與封包交換的比較

▽封包交換可承受更多人使用網路,大約是35：10

▽封包交換的頻寬資源共享

▽封包交換在網路擁擠時會造成封包遺失，故在通訊協定上需要可信賴的資料傳輸與流量壅塞控制的機制

▽封包交換為何提供類似線路交換的動作

■對聲音或影像等應用程式需做頻寬保證

■仍有未能解決的問題

存取網路與實體媒介(access networks,physical media)

存取網路的類型(end system to edge router?)

▽家用網路

▽機構用網路

▽行動網路

家用網路:點對點傳輸(point to point access)

▽撥接式數據機(Dial-up via modem)
使用傳統電話線路，最高不能超過56K，電話與上網不能同時。

▽非對稱數位回路(ADSL;asymmetric digital subscriber loop)
使用傳統電話線路，上傳最高可達1 Mbps，下傳最高可達8 Mbps

▽Cable Modem

光纖同軸混合有線電視網路(HFC ; Hybrid Fiber Coaxial)
非對稱：上傳最高可達10Mbps，下傳最高可達1 Mbps

機構用網路:區域網路(local area networks)

▽乙太網路(Ethernet)：10 Mbs, 100Mbps, Gigabit Ethernet

▽線材可能使用雙絞線或同軸電纜

無線網路(Wireless access networks)

▽無線區域網路(wireless LANs)

■通訊協定是IEEE 802.11b也稱為wireless Ethernet或Wi-Fi

■IEEE 802.11b提供了11Mbps的頻寬分享

■存取需要基地台(base station)又稱無線網路存取點(wireless access point)

▽廣域無線存取(wider-area wireless access)

■廣域無線存取的基地台一般由通訊業者提供服務

■相關的標準

□WAP(wireless access protocol)

□GPRS(General Packet Radio Service)

□i-Mode

網際網路架構與服務提供者(Internet structure and ISPs)

網際網路架構:網路的網路 (Internet structure:network of networks)