技能目标:

掌握OSI和TCP/IP分层模型的结构

理解OSI各层功能

掌握数据传输过程

理解TCP和UDP协议

分层模型

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

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地解决问题

1:OSI参考模型

一个开放式体系结构,将网络分为七层

分层 功能

应用层 网络服务与最终用户的一个接口

表示层 数据的表示、安全、压缩

会话层 建立、管理、终止会话

传输层 定义传输数据的协议端口号,以及流量控制和差错校验

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 建立逻辑链接、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

OSI各层作用

1)物理层的主要功能是完成相邻节点之间原始比特流的传输。

2)数据链路层负责将上层数据封装成固定格式的帧

3)网络层的主要功能是实现数据从源端到目的端的传输

4)传输层的主要功能是实现网络中不同主机上用户进程之间的数据通信

(网络层和数据链路层负责将数据送达目的端主机,而这个数据需要什么用户进程去处理,就需要传输层帮忙了)

5)会话层允许不同机器上的用户之间建立会话关系。

(会话层提供的服务之一是进行会话控制)

6)表示层用于完成某些特定功能,对这些功能人们常常希望找到普遍地解决方法,而不必有每个用户自己来实现。

7)应用层包含大量人们普遍需要的协议

(因为每个应用有不同的要求,应用层的协议集在OSI模型中并没有定义)

2:TCP/IP参考模型

计算机网络参考模型_封装

应用层 HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS

传输层TCP UDP

网络层ICMP IGMP IP ARP RARP

数据链路层,物理层: 有底层网络定义的协议 IEEE802.3有线局域网(以太网)标准 IEEE802.11无线局域网标准

计算机网络参考模型_封装_02

(1)物理层和数据链路层

在物理层和数据链路层,TCP、IP并没有定义任何特定的协议。

(2)网络层

IP有四个协议组成:ARP(地址解析协议)、RARP(逆地址解析协议)、ICMP(网际控制报文协议)和IGMP(网际组管理协议)。

(3)传输层

传统上,TCP/IP有两个传输层协议:TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)。TCP/协议传输更加稳定可靠,UDP协议传输效率更高

(4)应用层

在应用层,TCP/IP定义了许多协议,如HTTP(超文本传输协议)、FTP(文件传输协议)、SMTP(简单邮件传输协议)、DNS(域名系统)等。

数据传输过程

1:封装与解封装过程(一)

数据封装过程

计算机网络参考模型_网络层_03


(1)应用层传输过程

在应用层,数据被“翻译”为网络世界使用的语言——二进制编码数据。

(2)传输层传输过程

在传输层,上层数据被分割成小的数据段,并为每个分段后的数据封装TCP报文头部。

(3)网络层传输过程

在网络层,上层数据被封装上新的报文头部——IP头部。

(4)数据链路层传输过程

在数据链路层,上层数据被封装一个MAC头部,其内部有一个关键的字段信息——MAC地址,它由一组48位的二进制数组成。

(5)物理层传输过程

无论在之前封装的报文头部还是上层的数据信息都是有二进制数组成的,在物理层,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

数据解封装过程

计算机网络参考模型_封装_04

在物理层把电信号转换成二进制数据然后将数据传送到数据链路层。在数据链路层查看MAC地址,判断是否与自己的MAC地址吻合,然后把MAC头部拆掉传到网络层(如果MAC地址不吻合就会丢弃数据)网络层查看IP地址,判断与自己的是否吻合如果吻合就会把IP头部拆掉传到应用层。到达应用层后这些二进制数据将精力复杂的解码过程,以还原成发送者所传输的最原始的信息。

2:数据传输的一些基本概念

(1)PDU

PDU是指同层之间传递的数据单位

(2)常见硬件设备与五层模型的对应关系

计算机网络参考模型_网络层_05

设备属于哪一层要看这个设备主要工作在哪一层。

计算机网络参考模型_数据_06

封装与解封装过程(二)

如果网络世界只有终端设备,那将不能称之为网络。

计算机网络参考模型_数据_07

总结:

OSI参考模型的七层协议

早期TCP/IP模型是一个四层结构后来演变成新的五层结构

TCP报文段首部长度为20-60字节,其首部格式中有6个重要的控制位。而UDP的首部格式要简单的多。

数据的封装与解封装过程