计算机网络参考模型与5G协议
一:计算机网络参考模型
1.1:OSI七层参考模型
OSI七层模型是国际标准化组织(ISO)用于计算机或通信系统间互联的标准体系,它包含了应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层七个层次,其功能如下图所示:
具体功能如下:
1、应用层:人机交互窗口,把人的语言输入到计算机中。
2、表示层:将接收到的数据翻译成二进制数组成的计算机语言,并对数据进行压缩和解压、数据加密和解密等工作。
3、会话层:管理是否允许不同机器上的用户之间建立会话连接关系。
4、传输层:将上层应用数据分片并加上端口封装成数据段,或通过对报文头中的端口识别,实现网络中不同主机上的用户进程之间的数据通信。
5、网络层:将上层数据加上源和目的方的逻辑(IP)地址封装成数据包,实现数据从源端到目的端的传输。
6、数据链路层:将上层应用数据加上源和目的方的物理(MAC)地址封装成数据帧,MAC地址是用来标识网卡的物理地址,建立数据链路;当发现数据错误时,可以重传数据帧。
7、物理层:报文头部和上层数据信息都是由二进制组成的,物理层将这些二进制数字组成的比特流转成电信号在网络中传输。
网络层以下的通信为点对点通信(主机——主机)
传输层的通信为端到端通信(程序端口——程序端口)
1.2:TCP/IP模型
TCP/IP模型在一定程度上参考了SOI模型,它们之间的关系如下图所示:
设备与各层的对应关系:
各层之间的通信过程:
1.3:TCP/IP协议族的组成与功能:
TCP(传输控制协议)协议应用的端口及其协议功能——传输更加稳定可靠
80 HTTP(超文本传输协议):用于浏览器和Web服务器之间的请求和响应的交互
21 FTP(文件传输协议):用于控制连接FTP服务器
53 DNS(域名系统):用于连接DNS服务器
25 SMTP(简单邮件传输协议):用于发送邮件
110 POP3(邮局协议版本3):用于接收邮件
22 SSH(安全外壳协议):用于计算机之间的远程加密登录
UPD(用户数据报协议)协议应用的端口及其协议功能——传输效率更高
69 TFTP(简单文件传输协议):用于小文件的传输
53 DNS(域名系统):用于解析DNS
111 RPC(远程调用协议):用于远程过程调用
161 SNMP(简单网络管理协议):用于网络设备的管理
123 NTP(网络时间协议):用于网络时间同步
IP(网际协议)协议及其功能
ARP(地址解析协议):用于在局域网中根据IP地址获取物理地址
RARP(逆地址解析协议):用于在局域网中通过ARP表根据物理地址请求IP地址
ICMP(网际控制报文协议):用于验证网络是否通畅
IGMP(网际组管理协议):用于主机与组播路由器之间组播通信
1.4:数据的封装与解封装
PDU协议数据单元:
数据的封装:
应用层将上层数据传递给传输层,传输层将上层数据用TCP端口封装成数据段并发送给网络层,网络层将该数据段加上目的方的IP地址封装成数据包传输给数据链路层,数据链路层将该数据包加上目的方的MAC地址封装成数据帧传输给物理层,物理层将这些二进制的计算机语言组成的比特流转换成电信号进行传输。
数据的解封:
解封装,就是封装的逆过程,拆解协议包,处理包头中的信息,取出解封之前的原始数据。数据的接收端从物理层开始,进行与发送端相反的操作,称为“解封装”。
二:5G协议
2.1:5G技术规范
关于3GPP
3GPP :第三代合作伙伴计划,通信行业标准化组织,1998年12月成立
3GPP成员:欧洲的ETSI、日本的ARIB、中国的CCSA、韩国的TTA、北美的ATIS、印度的TSDSI
3GPP 定义的5G技术规范,TS38系列的部分内容:
TS23.501:系统总成介绍
TS38.300:无线侧总体介绍
TS38.401:无线侧架构
TS38.211:物理信道结构
TS38.104:基站射频要求
2.2:空中接口
空中接口俗称空口,共分为3层
5G新型无线空口俗称NR(New Radio)
2.3:5G无线协议栈
负责处理UE和gNB之间无线链路的数据
分为控制面和用户面
L3层功能:
RRC:是Uu口控制面最高层,负责控制1层、2层完成空口资源传输
NAS层功能
NAS:主要负责与接入无关、独立于无线接入相关的功能及流程
三、总结
1、OSI模型的分层结构
2、TCP/IP协议栈的分层结构
3、数据传输中的封装与解封装过程
4、5G空口协议栈共分为3层:应用层、数据链路层、物理层