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[网络协议]OSI模型

ISO(国际标准化组织)规定了OSI七层参考模型(开放式系统互联)的概念来描述网络通信的协议标准。

系统互连也指让不同的系统设备进行互相连接和彼此通信。例如我们的手机与电脑之间的连接也叫系统互联。

OSI把网络通信分成七个层级,每一层实现不同的功能,层层递进又相互连接。

不同的层级也会存在拉帮结派的现象。例如应用层,表示层,会话层这三层被统称为控制层面。传输层,网络层,数据链路层,物理层这四层被统称为数据层面。在我自己看来,控制层面主要负责控制网络通信的运行,数据层面主要负责数据的一个封装和发送。

应用层

OSI的第一层为应用层,主要负责接收数据命令,作为人机交互的接口,比如打开一个软件的某一功能,这时的数据就会发送到应用层,再通过应用层发送给操作系统和主机设备,主要面向应用程序。

表示层

OSI的第二层叫表示层,主要负责把复杂的逻辑语言转化成电脑能够理解的二进制语言。这一层级也可以对数据进行加密。

会话层

第三层会话层主要的功能是,针对不同类型不同内容的数据搭建不同的虚链接,其目的在于区分不同的数据流量,防止不同类型的数据之间相互影响。

传输层

到了传输层,就要开始进行数据封装了,首先是要区分我们不同流量的源端口及目的端口号,就像寄快递一样要知道我们寄件人是谁,收件人是谁,才能开始派发我们的快递,其次要选择我们发送数据的传输方式,传输方式又分为两大类,一种叫可靠传输方式,一种叫不可靠传输方式。就像咱寄快递要选择什么物流公司去邮寄,有各种的快递公司,例如顺丰快递特点就是快,便宜所以寄的量大,但是会存在丢件的风险,而邮政快递主要特点是可靠放心,丢件的概率极低,但是价格贵所以寄的量小,像我们的录取通知书就是用的邮政。

端口

端口号也叫port ID,取值的范围是1-65535。端口号又分为静态端口号和动态端口号。

静态端口:又称为注明端口范围 1-1023。

动态端口:动态端口的范围是1024-65535。

这两个端口的区别在于静态端口号是可以绑定的一些重要的流量就会绑定于静态端口。

而动态端口号虽然也可以用于区分但是不能被绑定,但也有很多公司会自己默认为某个端口号。

常见的端口号有:

HTTP---80 TCP

HTTPS ---443 TCP

RIP----520 UDP

Telnet---远程登录服务 23 TCP

SSH ----远程登录(安全性较高 加密 认证),22 TCP

DNS----域名解析 ,53 TCP和UDP

两种传输方式的特点

不可靠传输方式:1.大流量 2.实时性较高 3.对数据丢失不敏感

主要用于一些视频音频的传输。

可靠传输方式:1.流量小 2.通过确认机制和重传机制的加持,数据不易丢失。

主要用于一些重要数据的传输。

这两种传输方式主要有以下两种协议。

TCP:传输控制协议,是一种面向连接的可靠传输协议

UDP:用户数据报协议,是一种非面向连接的不可靠传输协议

这两种协议的最主要的区别就在于是否面向连接。UDP协议传输数据不会去确认是否数据发送成功,只是一股脑把数据发送完。而TCP协议会有一个面向连接的过程即TCP三次握手协议。

三次握手协议过程:

A主机首先请求B服务器打开端口,并请求同步,然后服务器B接收到了数据就发送确认又反向请求A打开端口并同步,最后主机A再确认,三次握手完成。

确认机制有两种,分别为显式确认和隐式确认。

显示确认:需要对方发回来确认数据。

隐式确认:默认确认了就不需要再发回给对方。

数据的分段传输: 传输较大数据时按照MTU值进行分段传输。

MTU: 最大传输单元,默认为1500字节,可以修改。

PDU

PDU又叫做协议数据单元,在会话层就产生了这一概念,因为此时已经又封装了传输方式协议,已经产生了数据流,所以要有单位来描述它。

4层的PDU叫segment也叫分段,分片。

网络层

网络层进一步管理网络中的数据通信,目的是实现两个端系统之间的数据透明传送,具体功能包括 编制,寻址。相当于让用户进一步确定传输的信息。相当于送快递时我们必须要有一个地址才知道送到哪个具体的地方去。

编址协议: IP (IPV4 IPV6) IPX apple talk novell NSAP

IP是最常用的编址协议,包括IPV4,IPV6 最常用的是IPV4。

IPv4:采用32个二进制编址。

IP地址:32个二进制,0和1 构成 用于编址。

网络掩码:32个二进制,连续的1+连续的0构成,连续的1代表着网络位,连续的0 代表主机位。网络掩码主要用于区分网络位和主机位。有IP地址就一定要有网络掩码。一个完整的IP地址需要IP地址+网络掩码。

? 网络位???????????????????? 主机位

1101 1000.0001 0001.0000 0001.0000 0001

216.17.1.1

255.255.0.0

1111 1111.1111 1111.0000 0000.0000 0000

网段:网段就是在同一个网络位下不同主机位的合集。

例如192.168.0.1 掩码为 255.255.0.0

和192.168.0.2 掩码为 255.255.0.0是同一网段下。

三层PDU:packet 包

地址的分类

地址主要分为五大类:

A类地址: 第一位固定为0

0XXX XXXX ---0-127(1-126),网络掩码默认为 255.0.0.0 有一个网络位,三个主机位,有2的7次方个网段。

B类地址:前两位固定为10

10XX XXXX---128-191,网络掩码默认为255.255.0.0 有两个网络位,两个主机位,有2的14次方个网段。

C类地址:前三位固定110

110X XXXX---192-223,网络掩码默认为255.255.255.0 有三个网络位,一个主机位,有2的21次方个网段。

D类地址:前四位固定为1110

1110 XXXX---224-239,组播地址,无掩码

E类地址:前四位固定为1111

1111 XXXX---240-255,科研地址。

主机只能配A,B,C的地址。A B C 类地址称为单播地址,单播地址是指主机间是一对一通信。

单播:一对一的传输方式

组播:一对多的传输方式(也就是D类地址)

广播:一对所有传输方式(全世界都能接收到广播地址发出的数据)

特殊的地址

1.0.X.X.X 无效地址(保留地址),0.0.0.0 无效地址 占位

2.127.0.0.1 本地测试 (127.X.X.X 测试地址)

3.网络号,网络位不变 主机位全为0 的地址(用于描述一个网段)

162.1.1.1------------------162.1.0.0

255.255.0.0 255.255.0.0

4.受限广播地址,255.255.255.255 。

5.定向(直接)广播地址,网络位不变,主机位全为1

200.1.1.1 ---> 200.1.1.255

255.255.255.0

公有地址:具有全球唯一性标识地址

私有地址:不具唯一性标识的地址

主机可配的地址有以下三类

A类地址: 10.0.0.0 255.0.0.0

B类地址: 172.{16-31}.0.0 255.255.0.0

C类地址: 192.168.X(0-255).0 255.255.255.0

数据链路层

? ? ? ?数据链路层主要负责根据物理层的传输方式和传输介质来确定二层的封装结构。

主要区分为两类,广域网(PPP HDLC ATM FR)和以太网(局域网 Ethernet)。

数据链路层又分为两层:

1.LLC层:逻辑链路控制子层

? ? ? ??用于描述上层使用的什么协议

2.MAC层:介质访问控制子层

? ? ? ?数据的第二层地址:Mac地址 用于具体区分同一网段中的主机位置。例如送快递不仅需要发送到某个地址

还需要发送到这个地址里的某个人。MAC地址又叫做 物理地址 硬件地址 烧录地址;

Mac地址构成:由48个二进制构成,书写使用12个十六进制表示。书写方式有两种,一种叫减分十六进制

例如60-F2-62-3C-E3-53 另一种叫点分十六进制例如 60F2.623C.E353。减分十六进制主要用于终端,主机,手机,服务器;点分十六进制主要用于连接设备上,路由器,防火墙,ASA等。

二层PDU为帧(frame);

物理层

物理层主要为设备之间的数据通信提供传输媒体及互联设备,为数据传输提供可靠的传输环境。

物理层的传输介质主要分为有线介质和无线介质。

有线介质

有线主要传输介质有:铜缆,光纤,双绞线(RJ45)。

这里主要说下双绞线:双绞线(Twisted Pair),是一对相互绝缘的导线,按照一定的规律(一般顺时针方向)互相 缠绕绞合在一起的一种布线形式。最大特点是有利于消除信号传输过程中的外部电磁干扰。

双绞线的两种线序:

568A线序:绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕

568B线序:橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕

双绞线又分为屏蔽双绞线(STP),非屏蔽双绞线(UTP)。STP外面由一层金属材料包裹,以减小辐射,防止信息被

窃听,同时具有较高的数据传输速率,但价格较高,安装也比较复杂;UTP无金属屏蔽材料,只有一层绝缘胶皮包裹,

价格相对便宜,组网灵活。

双绞线一般有三种网线接法:

平行线:又称为直通线 ,线序相同。不同层设备使用平行线。

交叉线:线序不同。同层设备使用交叉线。

全反线:又称为console线,配置线,线序相反,用于用户控制网络设备。

双绞线按照拧度进行分类:3类 4类---(10Mbps)

5类 超5类---(100Mbps)

6类 超6类--(1000Mbps--在6类线中8根同时使用)

无线介质

无线主要传输介质有:wi-fi 蓝牙 wimax;

OSI参考模型演示

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加:2022-02-19 01:33:50  更:2022-02-19 01:35:42 
 
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