Die „Netzwerkschicht“, die die Adressierung und das Routing im osi-Modell vervollständigt. Die Netzwerkschicht stellt hauptsächlich Dienste für die Transportschicht bereit. Sie kann mithilfe von Routing-Algorithmen den am besten geeigneten Pfad für die Weiterleitung von Paketen durch das Kommunikationssubnetz auswählen und IP-Adressen zur Adressierung verwenden. Die IP-Adresse ist die Netzwerkschichtadresse, die jeden Knoten identifiziert. Während des Datenübertragungsprozesses wird die Zielnetzwerkadresse basierend auf der Ziel-IP-Adresse und der Subnetzmaske berechnet und dann wird die Adressierung basierend auf der Zielnetzwerkadresse durchgeführt.
Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.
Das OIS-Referenzmodell ist in 7 Schichten unterteilt. Ihre Funktionen sind:
①Physische Schicht: auf der untersten Schicht des OSI-Referenzmodells. Die Hauptfunktion der physikalischen Schicht besteht darin, mithilfe physikalischer Übertragungsmedien physische Verbindungen für die Datenverbindungsschicht bereitzustellen, um Bitströme transparent zu übertragen.
②Datenverbindungsschicht: In dieser Schicht werden Daten gerahmt und die Flusskontrolle erfolgt. Diese Schicht legt die Topologie fest und stellt die Hardware-Adressierung bereit.
③Netzwerkschicht: Diese Schicht stellt die Verbindung zwischen zwei Knoten durch Adressierung her, einschließlich Routing und Weiterleitung von Daten über das Internet.
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④Transportschicht: Normale Datenübertragung ist eine Verbindung -orientiert oder verbindungslos. Einschließlich Vollduplex- oder Halbduplex-, Flusskontroll- und Fehlerbehebungsdiensten;
⑤ Sitzungsschicht: Stellen Sie eine Terminalverbindung zwischen zwei Knoten her. Dieser Dienst umfasst die Einrichtung, ob die Verbindung im Vollduplex- oder Halbduplex-Modus hergestellt wird, obwohl der Duplex-Modus in Schicht 4 abgewickelt werden kann.
⑥Präsentationsschicht: Wird hauptsächlich für den Informationsaustausch zwischen zwei Kommunikationssystemen verwendet des Ausdrucks. Es umfasst Funktionen wie Datenformataustausch, Datenverschlüsselung und -entschlüsselung, Datenkomprimierung und -wiederherstellung.
⑦Anwendungsschicht: Die Anwendungsschicht ist die höchste Schicht des offenen Systems und stellt direkt Dienste für den Anwendungsprozess bereit. Einschließlich virtuelles Terminal, Auftragsübertragung und -betrieb, Dateiübertragung und Zugriffsverwaltung, Remote-Datenbankzugriff, Grafikkernsystem, offene Systemverbindungsverwaltung usw.
Die „Netzwerkschicht“, die die Adressierung und das Routing im osi-Modell vervollständigt.
Netzwerkschicht
Die Netzwerkschicht ist die dritte Schicht im OSI-Referenzmodell zwischen der Transportschicht und der Datenverbindungsschicht. Sie liegt zwischen zwei benachbarten Endpunkten, die von der Datenverbindungsschicht bereitgestellt werden Mit der Datenrahmenübertragungsfunktion verwaltet es außerdem die Datenkommunikation im Netzwerk und überträgt die Daten vom Quellende zum Zielende über mehrere Zwischenknoten, wodurch der Transportschicht der grundlegendste End-to-End-Datenübertragungsdienst bereitgestellt wird . Zu den Hauptinhalten gehören: Virtual Circuit Packet Switching und Datagram Packet Switching, Routing-Algorithmus, Überlastungskontrollmethode, X.25-Protokoll, Integrated Services Data Network (ISDN), Asynchronous Transfer Mode (ATM) sowie Prinzipien und Implementierung der Internetverbindung.
Die Netzwerkschicht stellt hauptsächlich Dienste für die Transportschicht bereit. Um Dienste für die Transportschicht bereitzustellen, muss die Netzwerkschicht die von der Datenverbindungsschicht bereitgestellten Dienste nutzen. Die Hauptaufgabe der Datenverbindungsschicht besteht darin, die Kommunikation zwischen zwei direkt benachbarten Knoten zu lösen. Sie ist jedoch nicht für die Lösung des Kommunikationsproblems verantwortlich, wenn die Daten mehrere Übertragungsknoten im Kommunikationssubnetz durchlaufen Durch die transparente Übertragung von Daten zwischen Systemen können die Quelldaten das Ziel transparent über mehrere Übertragungsknoten im Kommunikationssubnetz über den optimalen Pfad erreichen, sodass sich die Transportschicht nicht um die Netzwerktopologie und das verwendete Kommunikationsmedium und die Vermittlung kümmern muss Technologie muss die Netzwerkschicht die folgenden Funktionen haben:
Paket und Paketvermittlung: Kapseln Sie die von der Transportschicht empfangenen Datennachrichten in Pakete (Paket, auch „Paket“ genannt) und übertragen Sie sie dann an die Datenverbindungsstraße Schicht.
Routing: Routing-Algorithmen wählen den am besten geeigneten Pfad für ein Paket durch das Kommunikationssubnetz.
Multiplexing von Netzwerkverbindungen: Erstellen Sie logische Verbindungen für die Übertragung von Paketen zwischen Knoten im Kommunikationssubnetz und multiplexen Sie mehrere Netzwerkverbindungen auf einer Datenverbindung (hauptsächlich mithilfe der Zeitmultiplextechnologie).
Fehlererkennung und -behebung: Im Allgemeinen wird die Header-Prüfsumme im Paket zur Fehlerprüfung und der Bestätigungs- und Neuübertragungsmechanismus zur Fehlerbeseitigung verwendet.
Dienstauswahl: Die Netzwerkschicht kann Datagramm- und Virtual-Circuit-Dienste für die Transportschicht bereitstellen, die Netzwerkschicht des Internets stellt jedoch nur Datagrammdienste für die Transportschicht bereit.
Netzwerkverwaltung: Verwaltet den Datenkommunikationsprozess im Netzwerk, verwaltet die Übertragung von Daten von der Quelle zum Ziel über mehrere Zwischenknoten und stellt den grundlegendsten End-to-End-Datenübertragungsdienst für die Transportschicht bereit.
Verkehrskontrolle: Traffic-Shaping-Technologie wird verwendet, um eine Verkehrskontrolle zu erreichen, um Leistungseinbußen des Kommunikationssubnetzes durch übermäßigen Verkehr zu verhindern.
Überlastungskontrolle: Wenn der Datenverkehr des Netzwerks die Nennkapazität überschreitet, kommt es zu einer Netzwerküberlastung, wodurch die Durchsatzkapazität des Netzwerks stark abnimmt. Für die Umleitung sind daher entsprechende Kontrollmaßnahmen erforderlich.
Netzwerkverbindung: Verbinden Sie ein Netzwerk mit einem anderen Netzwerk, um eine netzwerkübergreifende Kommunikation zwischen Benutzern zu erreichen.
Fragmentierung und Neuzusammensetzung: Wenn das zu sendende Paket die zulässige Länge der Protokolldateneinheit überschreitet, fragmentiert die Netzwerkschicht des Quellknotens das Paket, nachdem die Fragmente den Zielhost erreicht haben, die Netzwerkschicht des Zielknotens Dann wieder zur ursprünglichen Gruppe zusammenfügen.
Routing
Das Kommunikationssubnetz bietet die Möglichkeit mehrerer Übertragungswege für Netzwerkquellknoten und Zielknoten. Nach dem Empfang eines Pakets muss ein Netzwerkknoten den Pfad zur Übertragung an den nächsten Knoten bestimmen, der Routing ist. Im Datagramm-Modus muss der Netzwerkknoten für jede Paketroute eine Auswahl treffen, im Virtual-Circuit-Modus muss die Route erst beim Verbindungsaufbau festgelegt werden. Die Strategie, die die Routing-Auswahl bestimmt, wird Routing-Algorithmus genannt.
Viele technische Faktoren müssen beim Entwurf von Routing-Algorithmen berücksichtigt werden. Erstens müssen wir überlegen, ob wir die kürzeste Route oder die beste Route wählen sollen. Zweitens müssen wir überlegen, ob das Kommunikationssubnetz virtuelle Verbindungen oder Datagrammoperationen verwendet. Drittens müssen wir einen verteilten Routing-Algorithmus verwenden, d. h. jeden Knoten Um die nächste Route für ankommende Pakete auszuwählen, sollte ein zentraler Routing-Algorithmus verwendet werden, d Fünftens: Bestimmen Sie, ob eine statische Routing-Strategie oder eine dynamische Routing-Strategie verwendet werden soll.
Adressierung
Adressierung über IP-Adresse. Die Netzwerkschicht ist die dritte Schicht, die den End-to-End-Datenübertragungsdienst von Datenpaketen von der Quelle zum Zielknoten vervollständigt. Die IP-Adresse ist die Netzwerkschichtadresse, die jeden Knoten identifiziert. Während des Datenübertragungsprozesses wird die Zielnetzwerkadresse basierend auf der Ziel-IP-Adresse und der Subnetzmaske berechnet und dann wird die Adressierung basierend auf der Zielnetzwerkadresse durchgeführt.
Jeder Router, der durchläuft, verwendet diese Methode, um Daten entsprechend der besten Route weiterzuleiten, bis sie das Zielnetzwerk erreichen. Der Zielknoten verwendet eine Layer-2-Adresse, um den Zielknoten anzusprechen, und realisiert so die Datenweiterleitung an den Zielknoten.
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