浅谈osi七层与TCP\IP协议

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简介

OSI是由国际标准化组织(ISO)于1984年颁布的开放系统互连参考模型,是一个开放式体系结构将网络分为七层

一、为什么要进行人为的划分,区分出来的目的是什么?

层次划分的优点
1. 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,有利于针对解决问题
  1. 灵活性好,各层内部的操作不会影响其他层
  2. 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
  3. 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
  4. 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

七层划分为:应用层(Application)、表示层(Presentation)、会话层(Session)、传输层(Transprot)、网络层(Network)、数据链路层(Data Link)、物理层(Physical)。

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2-1应用层(Application)

网络服务与最终用户的一个接口(用户操作)接口即应用程序(比如QQ,微信等)指定各种的应用协议,人机交互窗口,把人的语音输入到计算机中(qq聊天输入文字)

即应用程序,软件

2-2表示层(Presentation)

将接收到的数据翻译成二进制数据并对数据进行存储,加密,解密等工作

2-3会话层(Session)

是否允许建立会话连接,建立了不同操作系统的之间的会话,通过一些协议去判断符合你两个软件之间是否可以进行通信(比如微信与qq之间不能互相通信)

2-4传输层(Transprot)

将上层数据分片并加上端口号封装成数据段,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。 即主要功能有①传输数据②区分应用程序

2-5网络层(Network)

将上层数据加上源和目的方的逻辑(IP)地址封装成数据包,实现数据从源端到目的端的传输 (分拣员,分拣到底数据走哪条路更快)

即加入ip地址(从源发出去的地址 目:目的地址))进行指定路径传输

2-6数据链路层(Data Link)

将上层数据加上源和目的方的物理(MAC)地址封装成数据帧,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。

即确认数据传输是否正确,加入mac地址传给需要的机器,校验数据,进行点对点传输

2-7物理层(Physical)

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。

即接收到的数据转换成电流信号(比特流)

tips: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

物理层的 PDU是数据位 bit

数据链路层的 PDU是数据帧 frame

网络层的PDU是数据包 packet

传输层的 PDU是数据段 segment其他更高层次的PDU是消息 message

三、七层总结

层次模型作用
物理层建立、维护、断开物理连接
数据链路层进行硬件地址寻址,差错校验等功能
网络层进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择
传输层定义传输数据的协议端口号,以及流量和差错校验
会话层建立、管理、中止会话
表示层数据的表示、压缩、格式化、加密
应用层网络服务与最终用户的一个接口
数据单元主要设备
比特流网卡
数据帧交换机
数据包路由器
数据段
message
message
message

网络层及以下的通信为点到点通信(主机与主机)

传输层的通信为端到端(端口到端口)

四、TCP/IP 参考模型

另外一个著名的模型是 TCP/IP 模型。TCP/IP 是传输控制协议/网际协议(Transmission ControlProtocol/Internet Protocol)的简称TCP/IP(Transmission Control Protocol/InternetProtocol,传输控制协议/网际协议)是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。 TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议,而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇, 只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性,所以被称为TCP/IP协议

OSI参考模型与TCP/IP模型都采用了分层体系结构,将庞大而复杂的问题转化为着干个较小且易于处理的子问题。不同的是OSl参考模型划分7层,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,而TCP/IP参考模型最多划分了5个层次,分别是物理层,数据链路层、网络层、传输层和应用层,将OSI参考模型中的高三层合并为一层统称应用层。在层次结构上,两者都采用了分层体系结构,但是TCP/IP参考模型比OSI参考模型更简化。

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五、TCP/IP协议族的组成

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网络层:

ip协议

icmp协议:ping(排查网络故障) ping 127.0.0.1(本地地址) 网络出现问题先ping自己地址查看本机是否断开 ping ip地址 -t 为长ping ctrl+c停止

IGMP(网际组管理协议):组播协议

ARP协议(地址解析协议):将mac地址转换成ip地址

RARP协议(逆地址解析协议):将ip地址转换成mac地址

数据传输形式

  • 单工:只能发送/只能接收(广播只能发不能接收)(收音机/电台只能接收不能发送)

  • 半双工:虽然可以接受和发送,但是收发只能进行其中一种(对讲机)

  • 全双工:接发可以同时进行(手机)

传输层:

传输层主要分为tcp和ucp两种传输协议,两种方式区别如下

tcp(如打电话)ucp(如短信)
可靠不可靠
接收不到可以重新传输接收不到不会重新传输
传输速度慢传输速度快

此外不同类型的数据传输拥有不同的端口号区分如聊天软件之间不互通

端口号的概念

系统每打开一个程序,系统就会自动分配一个端口号(端口号来区分应用程序)端口号范围0-65535

应用层:

端口号范围0-65535

http:超文本传输协议 默认端口号:80 属于tcp协议

hwwps:加密超文本传输协议 默认端口:443 属于tcp

ftp:文件传输协议 默认端口号:20(权限)/21(真实数据) 属于tcp

tftp:简单文件传输协议(体量较小) 默认端口号:69 属于udp

DNS协议:将ip地址转换为 域名 网址名称(如www.baidu.com) 属于tcp/udp(双向协议) 默认端口53

DHCP协议:动态获取ip地址 默认端口号:67/68 属于udp