网络协议的分层结构及功能
5g nr协议栈分层
5G NR协议栈分层是指5G网络中，各层协议按照功能和逻辑关系进行划分，形成的一种层次结构。
这种分层结构有助于提高协议的可扩展性、灵活性和互操作性。
5G NR协议栈主要包括以下几个层次：
1. 物理层（Physical Layer, PHY）：负责传输比特流，处理无线信号的发送和接收。
物理层的主要任务包括信道编码、调制解调、功率控制等。
2. 媒体接入控制层（Medium Access Control, MAC）：负责在物理层之上建立逻辑信道，实现数据帧的传输。
MAC层的主要功能包括信道分配、调度、优先级管理等。
3. 无线链路控制层（Radio Link Control, RLC）：负责在MAC层之上提供可靠的数据传输服务。
RLC层的主要功能包括数据分段、重传、流量控制等。
4. 分组数据汇聚协议层（Packet Data Convergence Protocol, PDCP）：负责在RLC层之上提供数据的加密、解密、完整性保护等功能。
PDCP层的主要功能包括IP头压缩、安全加密等。
5. 广播/多播控制层（Broadcast/Multicast Control, BMC）：负责在PDCP层之上实现广播和多播业务的传输。
BMC层的主要功能包括组管理、调度等。
6. 无线资源控制层（Radio Resource Control, RRC）：负责在BMC层之上实现无线网络资源的分配和管理。
RRC层的主要功能包括连接建立、维护、释放等。
网络协议工作原理
网络协议工作原理网络协议是指计算机网络中用于数据传输和通信的规则和约定。
它定义了计算机在网络中如何通信、交换数据以及错误处理等行为，以确保网络中的各个计算机能够互相连接和正常运行。
网络协议的工作原理可以概括为以下几个方面：1. 分层结构：网络协议通常采用分层结构，将复杂的通信过程分解为一系列简单的层次。
每个层次的协议负责特定的功能，例如物理层负责通过物理介质传输数据，网络层负责确定数据的路径和寻址，传输层负责确保可靠的数据传输等。
这种分层结构提高了网络协议的可扩展性和灵活性。
2. 封装和解封装：数据在网络中传输时，上层协议会将数据封装为不同的数据包或帧。
每个数据包或帧中包含了发送方和接收方的地址信息、校验信息以及实际传输的数据。
在接收端，网络协议会根据数据包中的地址信息和校验信息，将数据包解封装，并将数据传递给上层协议进行处理。
3. 路由和转发：网络中的数据需要经过多个网络设备（如路由器）进行传输。
网络协议中的路由算法决定了数据包在网络中的传输路径，而转发机制则决定了数据包从一个网络设备转发到另一个网络设备的过程。
路由和转发的目标是通过选择最佳的路径和最快的转发方式，提高数据传输的效率和可靠性。
4. 错误处理和流控制：网络协议中也包含了一些错误处理和流控制机制以确保数据传输的可靠性。
例如，当数据包在传输过程中发生错误时，网络协议会使用校验和等机制检测错误并请求进行重传。
此外，流控制机制能够根据接收方的处理能力，控制数据的发送速率，避免数据的拥塞和丢失。
网络协议的工作原理是保证计算机在网络中能够正常通信的基础。
通过定义规则和约定，网络协议确保了网络中的各个计算机能够相互连接、交换数据，并且可以进行错误处理和流控制，从而提高了网络的可靠性和性能。
计算机网络（一）网络分层及协议
计算机⽹络（⼀）⽹络分层及协议⽂章更新时间：2021/02/12⼀、基本概念 概念：协议是⽹络中计算机或设备之间进⾏通信的⼀系列规则的集合。
协议栈/族：在⽹络中为了完成通信⽽使⽤到的多层上的各种协议按照层次顺序的组合。
作⽤：建⽴对等层之间的虚拟通信、实现层次之间的⽆关性。
层次见的⽆关性：较⾼层和相邻的低层通信：只利⽤较低层提供的接⼝和服务，⽽不需了解底层实现的算法和协议细节较低层和较⾼层通信：也仅是使⽤从⾼层系统传送来的参数和控制信息⼆、⽹络分层三、TCP/IP四层模型分层解析应⽤层 定义：与其它计算机进⾏通讯的⼀个应⽤，对应应⽤程序的通信服务，实现多个系统应⽤进程相互通信的同时,完成⼀系列业务处理所需的服务。
传递数据形式：【报⽂】 常见协议：FTP（⽂件传输协议）：是⽹络上两台计算机传送⽂件的协议，运⾏在 TCP 之上，是通过 Internet 将⽂件从⼀台计算机传输到另⼀台计算机的⼀种途径。
FTP协议使⽤TCP20号和21号端⼝，20号端⼝⽤于数据交换，21号端⼝⽤于建⽴连接，允许⽬录和⽂件访问，上传下载，不能远程执⾏⽂件。
TFTP（简单⽂件传输协议）：是⽤来在客户机与服务器之间进⾏简单⽂件传输的协议，提供不复杂、开销不⼤的⽂件传输服务，使⽤UDP的69号端⼝。
HTTP（超⽂本传输协议）：是⽤于从 WWW 服务器传输超⽂本到本地浏览器的传送协议。
它可以使浏览器更加⾼效，使⽹络传输减少。
DNS（域名系统）：在 Internet 上域名与 IP 地址之间是⼀⼀对应的，域名虽然便于⼈们记忆，但机器之间只能互相识别 IP地址，它们之间的转换⼯作称为域名解析，使⽤53号端⼝。
SMTP（简单邮件传输协议）：建⽴在 TCP 之上，是⼀种提供可靠且有效的电⼦邮件传输的协议。
SMTP 是建模在 FTP ⽂件传输服务上的⼀种邮件服务，主要⽤于传输系统之间的邮件信息，并提供与电⼦邮件有关的通知，使⽤ 25端⼝。
网络协议的工作原理
网络协议的工作原理网络协议是计算机网络中实现通信和数据传输的核心机制。
它规定了数据的格式、传输的方式以及网络中各个设备的工作原理，确保了信息在网络中的可靠传输。
本文将介绍网络协议的工作原理，让我们更好地理解网络通信的基础。
一、网络协议的定义和作用网络协议是为了使互联网上的计算机能够相互通信而制定的一套规则和标准。
它定义了数据传输的格式、通信的方式以及数据在网络中的传输流程，确保了信息的正确传输和有序的交流。
网络协议的主要作用包括：1. 数据格式定义：网络协议规定了数据包的格式，包括数据的组织结构、编码方式、数据头部和尾部的定义等，确保了发送和接收方能够正确解读数据。
2. 数据传输方式：网络协议规定了数据的传输方式，包括面向连接和无连接传输、流式传输和报文传输等，确保了数据能够按照预期的方式在网络中传输。
3. 错误检测和纠正：网络协议通过添加校验位和冗余数据，可以检测和纠正在数据传输过程中可能出现的错误，保证数据的可靠传输。
4. 数据路由和交换：网络协议通过路由算法和交换机制，决定了数据在网络中的传输路径，确保数据能够快速、高效地从发送方传递到接收方。
二、网络协议的分层结构网络协议通常采用分层结构，将复杂的通信过程分解为几个易于管理和扩展的模块。
通常使用的分层结构包括TCP/IP协议栈和OSI参考模型。
1. TCP/IP协议栈TCP/IP协议栈由四层组成，从下至上分别是网络接口层、网络层、传输层和应用层。
- 网络接口层：负责处理物理层和数据链路层的通信，实现信息的编码和解码，以及网络接口的控制和管理。
- 网络层：负责数据的路由和转发，将数据从源地址传输到目标地址。
- 传输层：负责建立端到端的连接，实现可靠的数据传输和错误检测。
- 应用层：为用户提供网络服务和应用程序，如HTTP、FTP、SMTP等。
2. OSI参考模型OSI参考模型由七层组成，从下至上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
OSI各层协议及功能
OSI各层协议及功能OSI（Open Systems Interconnection，开放式系统互联）是一个国际标准化组织（ISO）定义的网络模型，用于指导网络通信中各层协议的设计和功能划分。
OSI模型共分为七层，每一层都有独立的功能和责任。
下面是对每一层的详细描述：1. 物理层（Physical Layer）：物理层是网络中最底层的一层，主要负责数据在传输媒介上的传输。
它定义了电信号、传输介质和接口的标准。
物理层的主要功能是将二进制数据转换为物理信号，并在传输过程中解决传输介质上的问题。
2. 数据链路层（Data Link Layer）：数据链路层在物理层之上，提供了可靠的点对点数据传输。
它将比特流分割为数据帧，并负责传输错误的检测和纠正。
数据链路层还可以进行流量控制和错误管理，确保数据的可靠传输。
3. 网络层（Network Layer）：网络层主要负责在不同计算机和网络之间进行数据传输。
它使用IP 地址对数据进行寻址和路由，确保数据在不同网络之间的正确传递。
网络层也处理网络拓扑和流量控制，以保证网络的可靠性和效率。
4. 传输层（Transport Layer）：传输层为应用程序提供了端到端的可靠数据传输服务。
它主要负责将数据流分割为较小的数据块，并确保它们按序和无差错地传输。
传输层还可以处理流量控制和拥塞控制，以保持网络的稳定性和高效性。
5. 会话层（Session Layer）：会话层负责管理不同计算机之间的通信会话。
它建立、维护和关闭会话，并管理会话的安全性和数据同步。
会话层还处理多个应用程序之间的数据传输顺序和同步问题。
6. 表示层（Presentation Layer）：表示层负责数据的格式化和加密，以确保不同计算机之间可以正确地解释和处理数据。
它处理数据的压缩、加密和解密，以及数据格式的转换。
7. 应用层（Application Layer）：应用层是最高层，直接为用户提供各种网络应用服务。
TCPIP模型及OSI七层参考模型各层的功能和主要协议
TCPIP模型及OSI七层参考模型各层的功能和主要协议注：⽹络体系结构是分层的体系结构，学术派标准OSI参考模型有七层，⽽⼯业标准TCP/IP模型有四层。
后者成为了事实上的标准，在介绍时通常分为5层来叙述但应注意TCP/IP模型实际上只有四层。
1、TCP/IP模型（1）物理层物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，⽽提供具有机械的，电⼦的，功能的和规范的特性，确保原始的数据可在各种物理媒体上传输，为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。
（2）数据链路层主要提供链路控制（同步，异步，⼆进制，HDLC），差错控制（重发机制），流量控制（窗⼝机制）1） MAC：媒体接⼊控制，主要功能是调度，把逻辑信道映射到传输信道，负责根据逻辑信道的瞬时源速率为各个传输信道选择适当的传输格式。
MAC层主要有3类逻辑实体，第⼀类是MAC-b，负责处理⼴播信道数据；第⼆类是MAC-c，负责处理公共信道数据；第三类是MAC-d，负责处理专⽤信道数据。
2）RLC：⽆线链路控制，不仅能载控制⾯的数据，⽽且也承载⽤户⾯的数据。
RLC⼦层有三种⼯作模式，分别是透明模式、⾮确认模式和确认模式，针对不同的业务采⽤不同的模式。
3）BMC：⼴播/组播控制，负责控制多播/组播业务。
4）PDCP：分组数据汇聚协议，负责对IP包的报头进⾏压缩和解压缩，以提⾼空中接⼝⽆线资源的利⽤率。
（3）⽹络层提供阻塞控制，路由选择（静态路由，动态路由）等1）IP：IP协议提供不可靠、⽆连接的传送服务。
IP协议的主要功能有：⽆连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。
IP地址是重要概念2）ARP：地址解析协议。
基本功能就是通过⽬标设备的IP地址，查询⽬标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进⾏。
以太⽹中的数据帧从⼀个主机到达⽹内的另⼀台主机是根据48位的以太⽹地址（硬件地址）来确定接⼝的，⽽不是根据32位的IP地址。
网络协议分层知识集锦：七层、四层、五层
一、概述OSI（Open System Interconnection）开放系统互连的七层协议体系结构：概念清楚，理论比较完整，但既复杂又不用。
TCP／IP四层体系结构：简单，易于使用。
五层原理体系结构：综合OSI 和TCP／IP 的优点，为了学术学习。
二、详述网络协议设计者不应当设计一个单一、巨大的协议来为所有形式的通信规定完整的细节，而应把通信问题划分成多个小问题，然后为每一个小问题设计一个单独的协议。
这样做使得每个协议的设计、分析、时限和测试比较容易。
协议划分的一个主要原则是确保目标系统有效且效率高。
为了提高效率，每个协议只应该注意没有被其他协议处理过的那部分通信问题；为了主协议的实现更加有效，协议之间应该能够共享特定的数据结构；同时这些协议的组合应该能处理所有可能的硬件错误以及其它异常情况。
为了保证这些协议工作的协同性，应当将协议设计和开发成完整的、协作的协议系列（即协议族），而不是孤立地开发每个协议。
在网络历史的早期，国际标准化组织（ISO）和国际电报电话咨询委员会（CCITT）共同出版了开放系统互联的七层参考模型。
一台计算机操作系统中的网络过程包括从应用请求（在协议栈的顶部）到网络介质（底部），OSI参考模型把功能分成七个分立的层次。
图1表示了OSI分层模型。
图1OSI七层参考模型OSI模型的七层分别进行以下的操作：第一层物理层第一层负责最后将信息编码成电流脉冲或其它信号用于网上传输。
它由计算机和网络介质之间的实际界面组成，可定义电气信号、符号、线的状态和时钟要求、数据编码和数据传输用的连接器。
如最常用的RS-232规范、10BASE-T的曼彻斯特编码以及RJ-45就属于第一层。
所有比物理层高的层都通过事先定义好的接口而与它通话。
如以太网的附属单元接口（AUI），一个DB-15连接器可被用来连接层一和层二。
第二层数据链路层数据链路层通过物理网络链路提供可靠的数据传输。
不同的数据链路层定义了不同的网络和协议特征，其中包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。
网络协议及分层
为了促进计算机网络的发展，国际标准化组织ISO于1977年成立了一个委员会，在现有网络的基础上，提出了不基于具体机型、操作系统或公司的网络体系结构，称为开放系统互联模型（OSI参考，open system interconnection）OSI的设计目的OSI模型的设计目的是成为一个所有销售商都能实现的开放网路模型，来克服使用众多私有网络模型所带来的困难和低效性。
这个模型把网络通信的工作分为7层。
协议数据单元PDU在参考模型中，对等层协议之间交换的信息单元统称为协议数据单元(PDU,Protocol Data Unit)。
而传输层及以下各层的PDU另外还有各自特定的名称：传输层——数据段（Segment）网络层——分组（数据包）（Packet）数据链路层——数据帧（Frame）物理层——比特（Bit）OSI的七层结构第一层：物理层（PhysicalLayer)规定通信设备的机械的、电气的、功能的和规程的特性，用以建立、维护和拆除物理链路连接。
具体地讲，机械特性规定了网络连接时所需接插件的规格尺寸、引脚数量和排列情况等；电气特性规定了在物理连接上传输bit流时线路上信号电平的大小、阻抗匹配、传输速率距离限制等；功能特性是指对各个信号先分配确切的信号含义，即定义了DTE和DCE之间各个线路的功能；规程特性定义了利用信号线进行bit流传输的一组操作规程，是指在物理连接的建立、维护、交换信息时，DTE和DCE双方在各电路上的动作系列。
在这一层，数据的单位称为比特（bit）。
属于物理层定义的典型规范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。
物理层的主要功能:为数据端设备提供传送数据的通路,数据通路可以是一个物理媒体,也可以是多个物理媒体连接而成.一次完整的数据传输,包括激活物理连接,传送数据,终止物理连接.所谓激活,就是不管有多少物理媒体参与,都要在通信的两个数据终端设备间连接起来,形成一条通路.传输数据.物理层要形成适合数据传输需要的实体,为数据传送服务.一是要保证数据能在其上正确通过，二是要提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数),以减少信道上的拥塞.传输数据的方式能满足点到点,一点到多点,串行或并行, 半双工或全双工，同步或异步传输的需要.物理层的主要设备：中继器、集线器。
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网络协议的分层结构及功能随着互联网的普及，网络协议成为网路通讯的基础，而网络协议的分层结构对于提高网络效能有着极大的帮助。
因此，在这篇文章中我们将对网络协议的分层结构及其功能进行详细的探讨。
网络协议的分层结构
网络协议的分层结构是指将网络通讯中的各种功能分成不同的层次，从而使不同层次的功能得以分开进行处理。
这种分层结构的好处是可以实现模块化和可扩展性，而且每一层都可以独立进行设计和维护，从而提高网络性能和可靠性。
网络协议的分层结构通常分成七层，即物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
下面我们会分别介绍每个层次的功能和重要性。
物理层
物理层主要负责将数字信号转换为物理媒介上的电子信号，并对信号进行传输和接收。
它控制物理媒介的连接方式、信号传输
速率和数据传输距离，与接线、接头、电信号等有关。
具体来说，物理层的主要任务包括：
1. 传输数字信号：将数字信号转换为物理媒介上的电子信号进
行传输。
2. 传输数据：将数据通过物理介质传输到远程节点。
3. 控制传输速率：调整数据传输速率，以确保数据的可靠传输。
4. 确定物理连接方式：确定与其他设备之间的物理连接方式，
包括电缆、光缆、无线电信道等。
数据链路层
数据链路层主要负责将物理层传输的数据转换为数据包，并将
数据包传输到目标设备上。
它控制数据包的传输和接收，提供一
些控制和监控功能，从而保证数据传输的可靠性。
具体来说，数
据链路层的主要任务包括：
1. 将数据转换为数据帧：将数据转换为数据帧，以便在物理网
络上传输。
2. 控制访问：控制节点在共享的介质上的访问，以避免冲突和
竞争。
3. 纠错和控制流量：纠正传输过程中出现的一些错误，并调节
流量以避免网络超载。
4. 帧同步：为确保帧能被正确地接收和解析，确保数据帧的同步。
网络层
网络层主要负责将数据包从发送端传输到接收端，并处理不同
网络之间的路由和转发问题。
它控制数据包的路由、转发和选路，提供流量控制和差错控制的功能。
具体来说，网络层主要任务包括：
1. 确定目标地址：确定数据包要传输到哪个目标地址。
2. 路由控制：根据网络拓扑结构，确定一条最佳的路径。
3. 差错控制：对于数据包的丢失、损坏和延迟，实施一些纠错
控制。
4. 流量控制：根据网络的状态和负载，控制数据包的传输速率。
传输层
传输层主要负责提供可靠的端到端传输服务。
它控制数据的传
输和接收，处理丢失、冲突、重复等问题，确保数据的可靠传输。
具体来说，传输层的主要任务包括：
1. 端到端传输：通过将数据切分成适当的数据段来实现端到端
的数据传输。
2. 连接控制：建立、维护和关闭传输连接。
3. 流量控制：基于网络服务和应用需求，根据网络的状态和负载来控制数据的传输速率。
4. 差错控制和重传机制：对于传输过程中出现的差错，通过检验和和重传机制来保证数据的完整性。
会话层
会话层主要负责处理不同设备之间的会话和通信问题。
它控制会话的建立、维持、结束和同步，确保通信的安全和稳定。
具体来说，会话层的主要任务包括：
1. 会话协商：协商连接建立过程中的参数和选项。
2. 同步：同步不同设备之间的操作和状态。
3. 会话控制：管理会话的建立、维持和结束。
表示层
表示层主要负责将数据转换为不同设备之间的通用格式。
它控
制数据的格式、编码和解码，确保数据在不同设备之间传输时能
够被正确地解释。
具体来说，表示层的主要任务包括：
1. 数据格式转换：将数据转换为通用格式，以便于不同设备之
间的通信。
2. 数据压缩：对于大规模数据，采用数据压缩技术，减少数据
的传输量。
3. 数据加密：对于保密性要求高的数据，采用加密技术来保护
数据的安全。
应用层
应用层是最接近用户的层次，负责处理用户的请求和信息传递。
它控制应用程序的操作和数据的传输，提供不同的服务和协议。
具体来说，应用层的主要任务包括：
1. 提供应用服务：提供用户实现某个服务的接口。
2. 应用协议：定义数据格式、数据传输方式和数据内容等协议。
3. 数据转换：将不同应用程序之间的数据进行转换，以便于交
互和传输。
网络协议的分层结构是网络通讯中设计和实现的基础，不同层
次之间的接口和交互都有着严格的规定，实现了数据传输过程的
标准化和规范化。
了解网络协议的分层结构及其功能，是深入理
解网络技术的基础。