计算机网络参考模型

原创

Y杨子熠 2022-05-31 19:39:52 ©著作权

文章标签 数据传输层网络层 文章分类 云计算

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计算机网络参考模型

分层思想

[ ] 享用牛奶的人未必了解其生产过程

牛奶.png

[ ] 使用网络的人未必知道数据的传输过程

牛奶2.png

总结就是把复杂的流程分解为几个单一的子过程
整个过程更加清晰，复杂问题简单化
更容易发现问题并解决问题

OSI参考模型

国际标准化组织(ISO)
1984年颁布了开放系统互连(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、中止会话
传输层	定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验
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	建立逻辑连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

IP地址公网-->内网服务器
应用层  网络服务与最终用户的一个接口（用户操作)
人机交互窗口，把人的语言输入到计算机当中。例如，在QQ的对话窗口输入字符
表示层  数据的表示、安全、压缩（人的语言翻译成计算机)
将接收到的数据翻译成二进制数组成的计算机语言，并对数据进行压缩和解压、数据加密和解密等工作
会话层  建立、管理、中止会话(通信软件建立会话，比如:Qo)
管理是否允许不同机器上的用户之间建立会话连接关系
传输层  定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验（防火墙端到端)
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
网络层  进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择（路由器)
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
数据链路层  建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能（交换机网卡)
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。
物理层  建立、维护、断开物理连接（网卡，网线，光纤，集线器，中继器，调制解调器)
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

总结：以QQ为例

用户在QQ界面输入文字这就是应用层，表示层则是QQ为了安全要对文件加密或解密，会话层是找到对方实体，也就是对方的QQ进程。传输层要找到对方端口，就是QQ传输的信息用的是哪个端口。网络层负责通过路由器要找到对方网络地址。数据链路层要通过物理地址找到主机。物理层负责二进制比特流的传输。

物理层和数据链路层

物理层

如何使用物理信号来表示数据1和0?
数据传输是否可同时在两个方向上进行?
通信双方如何建立和中止连接?
物理接口特性

数据链路层

数据帧封装结构
源和目的方的物理地址
数据校验功能

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。

网络层和传输层

网络层

数据包封装结构
源和目的房的逻辑地址
根据包头的逻辑地址选路

传输层

用户进程间的通信
承上启下

思考

端到端和点到点通信有何区别？
- 端到端是进程到进程是传输层
- 点到点是主机到主机是网络层

会话层，表示层和应用层

会话层

建立用户间的会话关系

表示层

定义传递信息的语法和语义
编码和解码、压缩解压缩、加密解密

应用层

提供与用户的接口

TCP/IP协议簇

OSI模型VS TCP/IP模型

OSI模型vs TCPIP模型.png

应用层：HTTP（超文本传输协议）80 HTTPS （加密超文本传输协议）443 FTP（文件传输协议）20 、 21 TFTP （文件传输协议）69 SMTP（邮件传输协议）25 SNMP（简单管理协议）161、162 DNS（域名解析）53 telent （不安全文本传送）23 ssh （安全协议）22 传输层：TCP（传输控制协议）安全稳定、UDP（用户数据报协议)高效 TCP：安全稳定建立链接例：视频 UDP：高效例：qq、微信网络层：ICMP（网际控制报文协议） IGMP（网际组管理协议） IP（国际协议） ARP（地址解析） RARP（逆地址解析协议） IGMP：主机和路由器进行多播的Internet组管理协议（IGMP）它让一个物理网络上的所有系统知道主机当前所在的多播组多播路由器需要这些信息以便知道多播数据报应该向哪些接口转发 ARP：IP地址解析MAC地址，IP地址怎么锁定MAC地址，就是通过ARP解析 RARP：相反（逆向解析）网络接口层：由底层网络定义的协议 IEEE 802.3有线局域网（以太网）标准 IEEE 802.11无线局域网标准