一、分层思想
-
分层思想
- 将复杂的流程分解为几个功能相对单一的子过程
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分层优点
- 整个流程更加清晰,复杂问题简单化
- 更容易发现问题并针对性的解决问题
二、OSI七层模型
七层模型实际是把互联网的各种网络协议人为的划分为七层,让人们更加了解各层的作用。
- 七层
层次模型 | 功能 |
---|---|
应用层 | 网络服务与最终用户的一个借口 |
表示层 | 数据的表示、压缩、格式化、加密 |
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,以及流量和差错校验 |
网络层 | 进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择 |
数据链路层 | 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 |
-
PDU:Protocol Data Unit,协议数据单元是指对等层次之间传递的数据单位
- 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
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数据封装
- 应用层、表示层、会话层:打包成上层数据
- 传输层:tcp或udp头部+上层数据 数据段
- 网络层:ip头部+tcp或udp头部+上层数据 数据包
- 数据链路层:mac头部+ip头部+tcp或udp头部+上层数据+校验位 数据帧
- 物理层:转化成电流
- 数据解封装
三、TCP/IP协议模型
- TCP/IP参考模型
TCP/IP就是传输控制协议/网际协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol),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。
TCP/IP 4层模型(思科)
TCP/IP 5层模型(华为)
TCP/IP参考模型最多划分了五层,将OSI七层模型中的高三层合并为应用层,分别是应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。
TCP/IP 4层模型 | TCP/IP 5层模型 | OSI七层模型 |
---|---|---|
应 | 应 | 应用层 |
用 | 用 | 表示层 |
层 | 层 | 会话层 |
传输层 | 传输层 | 传输层 |
网络层 | 网络层 | 网络层 |
网络接口层 | 数据链路层 | 数据链路层 |
网络接口层 | 物理层 | 物理层 |
- TCP/IP协议族的组成
模型层 | 协议 |
---|---|
应用层 | HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS |
传输层 | TCP UDP |
网络层 | IP(ARP RARP ICMP IGMP) |
数据链路层 | PPP(Point-to-Point Protocol) |
物理层 | IEEE802.3有线局域网(以太网) IEEE802.11无线局域网标准 |
应用层
- HTTP(超文本传输协议):web网页的传输,默认使用TCP的80端口
- HTTPs(安全的超文本传输协议):在HTTP的基础上加入SSL安全协议,默认使用TCP的443端口
- FTP(文件传输协议):允许指明文件的类型、格式和具有的存取权限,默认使用TCP的20,21端口;20传输控制权限,21传输真实数据
- TFTP(简单文件传输协议):只支持文件传输,不支持交互,默认使用UDP的69端口
- SNMP(简单网络管理协议):用于在 IP 网络管理网络节点(服务器、工作站、路由器、交换机及HUBS等)的一种标准协议,默认使用UDP的161端口
- SMTP(简单邮件传输协议):一组用于从源地址到目的地址传送邮件的规则,并且控制信件的中转方式,用于邮件的发送,默认使用TCP的25端口
- POP3(邮局协议版本3):用于邮件的接收,默认使用TCP的110端口
- telnet(远程登陆协议):通过网络对远程主机或设备进行控制操作,默认使用TCP的23端口
- ssh(安全的远程登陆协议):安全的通过网络对远程主机或设备进行控制操作,默认使用TCP的22端口
- DNS(域名解析系统):将域名和IP地址相互映射,默认使用TCP和UDP的53端口
- DHCP(动态主机配置协议):服务器分配的IP地址和子网掩码,默认使用UDP的67和68端口
传输层
- TCP:传输控制协议 可靠协议 (安全性高,速度慢)
- UDP:用户数据报协议 不可靠协议 (安全性不高,速度快)
网络层
- ARP(地址解析协议):将ip地址转换成物理mac地址的协议
- ICMP(网际控制报文协议):ping网络连通性检测
数据链路层
- PPP(Point-to-Point Protocol)
物理层
- IEEE802.3有线局域网(以太网)
- IEEE802.11无线局域网标准
单工,半双工和全双工
- 单工数据传输只支持数据在一个方向上传输;在同一时间只有一方能接受或发送信息,不能实现双向通信,举例:电视,广播。
- 半双工数据传输允许数据在两个方向上传输,但是,在某一时刻,只允许数据在一个方向上传输,它实际上是一种切换方向的单工通信;在同一时间只可以有一方接受或发送信息,可以实现双向通信。举例:对讲机。
- 全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输,因此,全双工通信是两个单工通信方式的结合,它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力;在同一时间可以同时接受和发送信息,实现双向通信,举例:电话通信。
设备与层的对应关系
分层 | 对应设备 |
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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 |
总结
本文主要学会OSI七层模型及大致功能,数据封装的具体流程,TCP/IP模型及主要协议和默认端口号。