计算机网络参考模型 详解

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网络基础

一.网络常见术语

物理拓扑:体现设备之间的连接关系

数据载文(华为的专业术语):传递的实际信息

报文:实际参数加数据

mac地址:设备全球唯一编号,相当于设备的身份证号

IP地址:设备目前所在的位置逻辑上的地址,相当于设备的家庭住址

网关:不同网段之间想要通信,需要借助网关转发数据(网关一地要真实存在)

二.网络按覆盖范围分为:

局域网:小范围网络,校园网,企业网

城域网:城市范围网络

广域网:全国,全球范围网络,Internet

三.数据的通信方式

单播:一对一,私聊

组播:一对多,群聊

广播:一对所有

广播域:一台机器发送广播,能收到消息的机器都是在同一广播域

OIS七层和TCP/IP协议

一. 分层

1、分层背景

之前由于不同的计算机厂商采用不同设备,给通信带来诸多麻烦,全球互联网的网络之间需要通信,需要统一标准所以国际标准化组织(International Standard Organization,ISO)于1984年颁布了开放系统互联(Open System Interconnection,OSI)参考模型。

2、分层优点

  • 各层之间相互独立,每一层只实现一种相对独立的功能,使问题复杂程度降低,利于针对解决问题
  • 灵活性好,各层内部的操作不会影响其他层
  • 结构上可分割开,各层之间都可以采用最合适的技术来实现
  • 易于实现和维护,因为整个系统已被分解成相对独立的子系统
  • 能促进标准化工作,因为每一层的功能及其提供的服务都有了精确的说明

二.七层模型

OSI参考模型是一个开放式体系结构,它规定将网络分为七层,从下往上依次是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层

应用层:网络服务与最终用户的一个接口(用户操作),接口:软件

表示层:解释将接受到的数据翻译成二进制数据(将人的语言转换位计算机语言),同时也具有数据存储、解密、压缩功能

会话层:就是建立、管理、中止会话

传输层:将数据传输出去,通过端口号区分应用程序

  1. 如何传输数据?

TCP协议:传输可靠,但速度较慢,传输失败可以重新传输

UDP协议:传输不可靠,速度较慢。传输失败不能重新传输,比如QQ、微信

数据传输过来:网卡、系统、应用

2.打开多个软件,如何区分数据

系统在每打开一个程序,系统就会自动分配一个端口号(0-65535)

端口号:来区分应用程序

网络层:传给哪台主机,加入IP地址(源:发出去地址 目:目的地址),选路

数据链路层:确认传输数据没有错误,加入MAC地址(家庭地址),效验数据是否完整

物理层:将数据转化成电流信号,比特流(字节)

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数据传输分为单工、半双工、双工三种

单工:是只能发送数据,接受数据(学校广播,电台)

半双工:虽然可以接受和发送,但只能同时接受一种(对讲机 )

全双工:同时可以接受和发送(电话)

三.TCP和IP协议组成

网络层协议: IP协议

icmo协议:ping(排查网络故障首选),如网络有问题先ping自己,本机号为127.0.0.1

IGMP协议:组播协议

ARP协议:将MAC地址转化为IP地址

RARP协议:将IP地址转化为MAC地址

传输层协议:

TCP协议:传输可靠,但速度较慢,传输失败可以重新传输

UDP协议:传输不可靠,速度较慢。传输失败不能重新传输,比如QQ、微信

应用层协议:

端口号中大概1000左右是固定的端口号

HTTP协议:超文本传输协议,比如打开网页 默认端口号:80

HTTPS协议:加密超文本传输协议,默认端口号:443

ftp协议:文件传输协议,比如两台电脑传输文件,默认端口号:20(权限数据),21(真实数据)

tftp协议:简单文件传输协议(体谅较小),默认端口号:69

dns协议:将IP地址转化成域名,默认端口号:53

dhcp协议:动态获取IP地址,默认端口号:67,68

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数据封装过程

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应用层:首先将数据分片数据

传输层:接收上一层的数据,加入tcp头部,然后变成数据段

网络层:接收数据段加入ip头部(家庭地址),变成数据包

数据链路层: 接收数据包,效验数据包,加入 MAC头部(个人),变成数据帧

物理层:接收数据帧,变成比特流

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解封数据包与封装数据包的过程相反

物理层:将比特流转化成二进制,送到数据链路

数据链路层:接受数据,查看数据中MAC地址,判断MAC地址是否与目的的MAC地址符合。若吻合,去掉MAC头部将剩余数据继续传输到网络层;如不符合丢弃数据;

网络层:接受数据,查看数据中IP地址,判断IP地址是否与目的IP地址符合,如果吻合就去掉IP头部数据,将数据继续传输至上一层;如不符合就丢弃数据;

传输层:接受数据,查看TCP头部判断数据段送往哪

应用层:将二进制数据还原成人为信息

分层模型各层对应的设备

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

网络层:网卡