網路架構大概論2-網路模型、封包架構、解析OSI 7層作用

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網路層(Transport Layer)

前文中舉了許多郵寄的例子,此層就相當是郵件或包裹上方的地址欄位,無論你想要寄去世界上任何一角落,只要將地址寫好,郵件或包裹便會到達目的地。

網路層能夠提供實體介面網路卡1個邏輯上的位置,也就是我們常聽到的IP位址,此IP位址是唯一的(或至少在同層級的網路中是如此),所以資訊才能夠傳輸到正確的目的地。此層會將資料的目的地和來源地寫入,如同我們在信件上填入收件人和寄件者。

除了賦予每個網路介面卡邏輯IP位址外,IP還定義了資料封包該如何繞送的規則,如同郵局有各地區的小據點,也有大型的轉運站,藉由這些規則,選擇較佳的傳送路徑,將東西正確傳遞。

網路層的IP協定,事實上並非完全可靠,有可能在途中因為某些原因(封包緩衝區溢位、TTL為0……),整個資料完全不見。IP協定基本上是以「盡可能去做」為宗旨,有多少運算資源做多少事,超過負荷的資料並不提供其它方式修補,丟掉就是掉了。所以才需要傳輸層做這類確保工作。

鏈結層(Link Level)

位於整個網路架構的最底層,負責制定資料傳輸的「實體」規格。所謂「實體」,就是我們眼睛看的到,手可以摸到的部分。以乙太網路來說,凡是接頭規格、傳輸線材種類、不同電壓代表何種資訊,都是鏈結層負責的內容。

除了目前常見,採用RJ-45以及4對雙絞線的乙太網路之外,古老的乙太網路使用類似於電視同軸纜線的線材相互連結。以及目前大家比較常聽到的光纖、VDSL,也包含在其中。

鏈結層的運作也包含不同實體網路的轉接,像是從家中電腦的乙太網路轉換為對外的光纖環境,負責的光電轉換機就會先把乙太網路的標頭拿掉,加入為光纖制定的標頭,在光線上傳送。當光電轉換機從光纖上收到資料時,也會先把光纖標頭拿掉,加入乙太網路的標頭,再將資料送到電腦上。

資料層層包的術語

資料從應用程式丟出之後,經由應用、傳輸、網路、鏈結4層處理之後才可以在網路上遨遊。這4層分別會在資料的外圍加料,裡面標示著各層處理所需的資訊,也就是說,從資料到網路上這段期間,所需傳送位元總數會漸漸地變大。在此也先向讀者說明,由於網路這種層層包的特性,網路的最大傳輸速度並不等於資料的淨傳輸量,所以別再怪ISP業者欺騙大眾,少給你頻寬。為了傳輸資料,這些標頭一定會佔去部分頻寬。

資料每經過1層,我們都歸給它名字,代表原始資料已經被這層處理過了,同時也可以藉由這些名稱,判斷目前東西在哪一層。

從應用程式傳來的資料,進入傳輸層,包入傳輸層表頭,此時整段東西稱為資料段(segment)。資料段進入網路層,包入表頭後稱為封包(packet)。進入鏈結層處理之後,會將封包前後分別加入表頭以及表尾,整個稱之為訊框(frame);鏈結層也是唯一的一層,同時在資料的前後加入資訊。

有一點須請讀者注意一下,如果我們說「封包的資料」,指的就是封包表頭之後所有的資訊,包含應用層的表頭以及資料。因為當我們在討論某層的資訊時,所關心的就是那層的表頭,後面跟著的東西就不理它了。

網路架構大概論2-網路模型、封包架構、解析OSI 7層作用▲一段資料經過網路4層模型的傳輸情形,傳送端將資料一層層處理、打包;接收端則依相反順序拆開處理,最後得到傳送端所要傳送的訊息。

網路架構大概論2-網路模型、封包架構、解析OSI 7層作用

▲身處不同階段的對應名稱

R.F.
作者

誤入叢林的小白兔,每天爬樓梯到七樓的白癡,幻想自己很瘦的豬,一放假就睡死的bed potato。

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