云计算学习|云计算学习笔记(3)(计算机网络参考模型与5G协议)
【云计算学习|云计算学习笔记(3)(计算机网络参考模型与5G协议)】
目录
- 计算机网络参考模型与5G协议
-
- OSI七层参考模型
- TCP/IP模型
-
- TCP/IP 协议族的组成
- 数据封装解封装过程
- PDU协议数据单元
- 设备与层的对应关系
- 各层间通信
- 5G协议
-
- 5G技术规范
- 移动通信与计算机网络通信类比
- 空中接口
- 5G无线协议栈
计算机网络参考模型与5G协议
导入:分层思想OSI七层参考模型
- 喝牛奶的人未必了解生产过程
- 使用网络的人未必知道数据的传输过程(交换机 -> 防火墙 -> 路由器 -> 终端设备)
- 将复杂的流程分解为几个功能相对单一的子过程
- 整个过程更清晰,复杂问题简单化
- 更容易发现问题并针对性的解决问题
- 国际标准化组织(ISO)颁布了开放系统互连(OSI)参考模型,一个开放式体系结构将网络分为七层
分层 功能 应用层 网络服务与最终用户的一个接口 表示层 数据的表示,安全,压缩 会话层 建立,管理,中止会话 传输层 定义传输数据的协议端口号,以及流程控制和差错校验 网络层 进行逻辑寻址,实现不同网络之间的路径选择 数据链路层 建立逻辑连接,进行硬件地址寻址,差错校验等功能 物理层 建立,维护,断开物理连接 - 具体阐述
- 应用层:人机交互窗口,把人的语言输入到计算机当中。
- 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
- 会话层:管理是否允许不同机器上的用户之间建立会话联系
- 传输层:将 [上层数据分片并加上端口号]TCP头部封装成数据段,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(承上启下)
- 网络层:将 [上层数据加上源和目的方的逻辑(IP)地址]IP头部封装成数据包,实现数据从源端到目的端的传输
- 数据链路层:将 [上层数据加上源和目的方的物理(MAC)地址]MAC头部封装成数据帧,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。
- 物理层:报文头部和上层数据信息都是由二进制数组成的,物理层将这些二进制数字组成的比特流转换成电信号在网络中传输。
-传输层的通信为端到端通信
TCP/IP模型
- TCP/IP 4层模型:=应用层=,传输层,网络层,=网络接口层=
- TCP/IP 5层模型:=应用层=,传输层,网络层,数据链路层,物理层
- 应用层:HTTP(TCP端口) FTP TFTP(UDP端口) SMTP SNMP DNS
- 传输层:TCP(面向连接,安全稳定) UDP(面向无连接,高效)
- 网络层:IP -> ICMP(例:ping) IGMP(主管理协议) RARP ARP(用于IP地址解析MAC地址)
- 数据链路层:由底层网络定义的协议
物理层 :IEEE 802.3有线局域网(以太网)标准
? IEEE 802.11无线局域网标准
分层 | 数据 |
---|---|
应用层 | 上层数据 |
传输层 | TCP(UDP)头部 + 上层数据 |
网络层 | IP头部 + TCP头部 + 上层数据 |
数据链路层 | MAC头部 + IP头部 + TCP头部 + 上层数据 |
物理层 | 比特流 |
PDU协议数据单元
分层 | 数据 |
---|---|
应用层 | 上层数据 |
传输层 | TCP(UDP)头部 + 上层数据 =数据段= |
网络层 | IP头部 + TCP头部 + 上层数据 =数据包= |
数据链路层 | MAC头部 + IP头部 + TCP头部 + 上层数据 =数据帧= |
物理层 | 比特流 |
分层 | 设备 |
---|---|
应用层 | 计算机 |
传输层 | 防火墙 |
网络层 | 路由器 |
数据链路层 | 交换机 |
物理层 | 网卡 |
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PS:交换机不负责解封装,只负责转发,路由解封装。
5G协议
无线通信和有线网络都要通过封装解封装的过程5G技术规范
- 关于3GPP
- 3GPP:第三代合作伙伴啊计划,通信行业标准化组织
- 1998年12月成立
- 3GPP成员
- 欧洲的ETSI(欧洲电信标准化协会)
- 日本的ARIB(无限行业企业协会)和TTC(电信技术委员会)
- 中国的CCSA(中国通信标准化协会)
- 韩国的TTA(电信技术协会)
- 北美的ATIS(世界无线通讯解决方案联盟)
- 3GPP定义的5G技术规范,TS38系列的部分内容
- TS23.501:系统总体介绍
- 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
- TS28系列规范下载地址
https://www.3gpp.org/ftp/Specs/2017-12/Rel-15/38_series/
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空中接口
- 空中接口俗称空口,分为三层
- 5G新型无限空口俗称NR(New Radio)
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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
- 应用数据(比如聊天内容),在每一层都要经过不同的处理,添加上对应的包头,最终才会在PHY层被调制成无线电波发送到基站。
- 基站接收到内容后,也要层层处理解读包头内容,最终才会将剥光各层包头的应用数据再转发到传输网,进而转发到核心网
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