计算机网络概论 | 青训营笔记

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OSI 模型

  1. 物理层(Physical Layer): 物理层负责处理与物理介质(如电缆、光纤等)相关的通信任务,包括数据的比特流传输、信号编码、硬件接口等。在这一层,数据以比特(bit)为单位进行传输。
  2. 数据链路层(Data Link Layer): 数据链路层负责建立、维护和断开数据链路,以确保从源到目的地的可靠数据传输。此外,数据链路层还负责进行错误检测和流量控制。在这一层,数据以帧(frame)为单位进行传输。
  3. 网络层(Network Layer): 网络层负责处理网络寻址和路由选择,以确定数据包从源节点到目的节点的最佳路径。网络层使用 IP 地址进行寻址。此外,网络层还负责处理分组和重组数据包。在这一层,数据以数据包(packet)为单位进行传输。
  4. 传输层(Transport Layer): 传输层负责提供端到端的通信服务,包括数据的分段、传输、重组和确认。传输层还负责处理流量控制和差错控制。常见的传输层协议有 TCP(传输控制协议)和 UDP(用户数据报协议)。
  5. 会话层(Session Layer): 会话层负责建立、管理和断开网络中的通信会话。会话层通过会话标识符来区分不同的通信会话,以确保数据流向正确的目的地。
  6. 表示层(Presentation Layer): 表示层负责处理数据的表示和编码问题,以确保发送方和接收方的数据格式兼容。此外,表示层还负责进行数据加密和解密、数据压缩和解压缩等操作。
  7. 应用层(Application Layer): 应用层是网络协议栈的最顶层,负责处理与特定应用程序相关的通信任务。应用层协议通常与用户直接交互,例如 HTTP(超文本传输协议)、FTP(文件传输协议)和 SMTP(简单邮件传输协议)等。

通过将网络通信过程划分为七个层次,OSI 模型有助于简化网络协议的设计

tcp/ip 五层模型

  1. 物理层:负责光/电信号的传递方式. 比如现在以太网通用的网线(双绞 线)、早期以太网采用的的同轴电缆(现在主要用于有线电视)、光纤, 现在的wifi无线网使用电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等. 集线器(Hub)工作在物理层.
  2. 数据链路层: 负责设备之间的数据帧的传送和识别. 例如网卡设备的驱动、帧同步(就是说从网线上检测到什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(如果检测到冲突就自动重发)、数据差错校验等工作. 有以太网、令牌环网, 无线LAN等标准. 交换机(Switch)工作在数据链路层.
  3. 网络层:负责地址管理和路由选择. 例如在IP协议中, 通过IP地址来标识一台主机, 并通过路由表的方式规划出两台主机之间的数据传输的线路(路由). 路由器(Router)工作在网路层.
  4. 传输层: 负责两台主机之间的数据传输. 如传输控制协议 (TCP), 能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机.
  5. 应用层: 负责应用程序间沟通,如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Telnet)等. 我们的网络编程主要就是针对应用层.

TCP/IP和OSI模型的比较:

相同点:

  1. 两者都是以协议栈的概念为基础
  2. 协议栈中的协议彼此相互独立
  3. 下层对上层提供服务

不同点:

  1. OSI是先有模型;TCP/IP是先有协议,后有模型
  2. OSI是国际标准,适用于各种协议栈;TCP/IP实际标准,只适用于TCP/IP网络
  3. 层次数量不同

各种协议:

  • IP协议: 定位网络中某一台主机。在网络层包装IP地址。
  • HTTP协议: 网络通信协议(坟本传输协议)
  • FTP协议: 文件上传协议
  • SMTP协议: 发送邮件协议
  • DNS协议: 域名解析协议
  • Telnet协议: 网络远程访问协议
  • ARP协议: 建立IP地址与MAC地址的映射。
  • TCP/UDP协议: 传输控制协议

HTTP协议 Internet的基本协议是TCP/IP协议,目前广泛使用的FTP、HTTP协议都是基于TCP/IP的,HTTP是Web应用使用最主要的协议。

HTTP基于请求响应模型。客户端向服务器发送一个请求,请求头包含请求的方法、URI、协议版本、以及包含请求修饰符、客户端信息和内容的类似MIME的消息结果。服务器则返回一个状态行作为响应,内容包括消息协议的版本、成功或失败编码加上包含服务器信息、实体元信息以及可能的实体内容。

HTTP协议是无状态的,也就是说同一用户在第二次访问同一台服务器上的页面时,服务器的响应与第一次被访问时相同。

HTTP是无连接的,虽然HTTP是基于TCP的,但是HTTP本身是无连接的。客户端和服务器的链接是基于一种请求应答模式。及客户端和服务器建立一个链接,客户端提交一个请求,服务器端收到请求后返回一个响应,然后二者就断开链接。

计算机网络基础是一门基础学科,本节课从网络协议,网络拓扑,数据传输,网络安全多个方面,详细讲述网络的工作原理,理解网络的各类应用,学习网络的安全知识。不仅要学而且要精通,学好基础知识,有利于自己的工作。