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计算机网络参考模型与5G协议
导入：分层思想
- 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
OSI七层参考模型
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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。
-网络层及以下的通信为点对点通信
-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
TCP/IP 协议族的组成
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应用层：HTTP（TCP端口） FTP TFTP（UDP端口） SMTP SNMP DNS
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传输层：TCP（面向连接，安全稳定） UDP（面向无连接，高效）
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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）
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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
数据封装解封装过程
| 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 |
解封装反向逐层解封装
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 |
设备与层的对应关系
| 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 |
各层间通信
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
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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
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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）
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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
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TS28系列规范下载地址
https://www.3gpp.org/ftp/Specs/2017-12/Rel-15/38_series/
移动通信与计算机网络通信类比
空中接口
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空中接口俗称空口，分为三层
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5G新型无限空口俗称NR（New Radio）
5G无线协议栈
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负责处理UE和gNB之间无线链路的数据
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分为控制面和用户面
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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。
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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
