OSI七层网络模型



OSI七层网络模型

互联网建立目的

网络建立的目的就是为了数据交互（通信）


OSI七层模型

OSI七层网络模型_服务端

1.物理层

中继器，集线器，双绞线

每层运行常见物理设备

OSI七层网络模型_子网掩码_02

以太网封装过程

OSI七层网络模型_mac地址_03

2.数据链路层

数据链路层由来

单纯的电信号0和1没有任何意义，必须规定电信号多少一组，每组什么意思

功能：定义了电信号的分组方式


以太网协议

  • 1）要有一块网卡，网卡上要有一个独一无二的地址（mac地址）
  • 2）一组电信号构成一个数据包，叫做帧
  • 3）每一数据帧被分为两部分：1.报头（head）2.数据（data）

报头（head）固定18个字节 ，分三部分

  • 发送者（原地址）：6个字节
  • 接受者（目标地址）：6个字节
  • 数据类型：6个字节

数据（data）

最短46个字节，最长1500个字节


数据包的具体内容

head长度+data长度=最短64字节，最长1518字节，超过最大限制就分片发送


MAC地址（物理地址）

每块网卡出厂时都被烧制上一个世界唯一的mac地址，长度为48位2进制，通常由12位16进制数表示（前6位是厂商编号，后6位是流水线号）

[root@m01 ~]# ifconfig 
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 10.0.0.61  netmask 255.255.255.0  broadcast 10.0.0.255
        inet6 fe80::20c:29ff:fec1:2a78  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
Mac地址  ether 00:0c:29:c1:2a:78  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 1385  bytes 112072 (109.4 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 969  bytes 64037 (62.5 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0


计算机通信，基本靠吼

广播

让所有的其他计算机都能接受到你的数据包，其他计算机要根据报头（head）来判断，这个数据是不是发送给自己


广播风暴

3.网络层

IP协议

规定网络地址的协议叫ip协议，它定义的地址称之为ip地址，广泛采用的v4版本即ipv4，它规定网络地址由32位2进制表示


IP地址范围：0.0.0.0-255.255.255.255

一个ip地址通常写成四段十进制数，例：172.16.10.1


一个IP地址分为两部分（点分十进制）

  • 1）网络位：标识子网
  • 2）主机位：标识主机

在不在同一个网段，取决于子网掩码+IP地址

# IP和子网掩码之间的运算
AND（按位与运算）符号：&  1&1=1 1&0=1 0&0=0
&&：逻辑运算

已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子网掩码都是255.255.255.0，请问它们是否在同一个子网络？两者与子网掩码分别进行AND运算

# IP转换成二进制
172.16.10.1
10101100.00010000.00001010.00000001
# 子网掩码转换成二进制
255255.255.255.0
11111111.11111111.11111111.00000000
# 子网掩码+IP
10101100.00010000.00001010.00000000
#AND运算得网络地址结果
172.16.10.0

172.16.10.2：10101100.00010000.00001010.000000010
255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0
结果都是172.16.10.0，因此它们在同一个子网络


IP协议的作用

  • 为每一台计算机分配IP地址
  • 确定ip地址是否在一个网段

以太网头+报头+数据

arp协议：地址映射协议(广播的方式发送数据包，获取目标主机的mac地址)ip地址绑定在Mac地址上


4.传输层

传输层的功能：建立端口到端口的通信

端口范围：0-65535，系统占用的端口：0-1023

Tcp协议

可靠传输，TCP数据包没有长度限制，理论上可以无限长，但是为了保证网络的效率，通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度，以确保单个TCP数据包不必再分割


三次握手：客户端连接服务端

  • SYN（客户端发送连接请求给服务端syn）
  • ACK+SYN（服务端收到请求ack，跟客户端确认是否连接syn）
  • ACK（客户端确认连请求连接ack）

OSI七层网络模型_客户端_04

四次挥手：客户端断开服务端

  • 客户端发送请求断开连接
  • 服务端确认客户端是否要断开连接
  • 服务端发送断开连接信息
  • 客户端确认断开连接

OSI七层网络模型_子网掩码_05

udp协议

不可靠传输，”报头”部分一共只有8个字节，总长度不超过65535字节，正好放进一个IP数据包


端口映射

5.会话层

会话层三大功能

  • 1）建立会话：A、B两台网络设备之间要通信，要建立一条会话供他们使用，在建立会话的过程中也会有身份验证，权限鉴定等环节
  • 2）保持会话：通信会话建立后，通信双方开始传递数据，当数据传递完成后，OSI会话层不一定会立刻将两者这条通信会话断开，它会根据应用程序和应用层的设置对该会话进行维护，在会话维持期间两者可以随时使用这条会话传输局
  • 3）断开会话：当应用程序或应用层规定的超时时间到期后，OSI会话层才会释放这条会话。或者A、B重启、关机、手动执行断开连接的操作时，OSI会话层也会将A、B之间的会话断开。

6.表示层

表示层三大功能

1）内码转换

2）压缩与解压缩

3）加密与解密

7.应用层

应用层功能：规定应用程序的数据格式