网络参考模型相关了解

计算机网络参考模型

1.分层思想

主要就将一个复杂的计算机网络分开管理,各个层实行相应的功能,便于管理,和专标准的实行属。
梗荣发现问题并针对性的解决问题。

2.OSI 参考模型

(1)OSI七层参考模型:

是由国际标准化组织(ISO),在1984年颁布了开放系统互连(OSI) 参考模型,他是一个开放式体系结构,将网络分为七层。如下图所示
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(2)七层的相应理解

应用层:人机交互窗口,把人的语言输入到计算机当中。例如,在微信中的对话框输入字符等
表示层:将接受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,数字加密和解密的过程。例如:通过这里把我们在微信输入的字符转换成计算机能识别的语言,并且并且压缩加密往下一层发送。
会话层:管理是否允许不同机器上的用户之间建立会话连接关系。例如:微信中检查两方用户是否都已经是好友,有发送信息的条件,两方都连在服务器上能够运行。
传输层:将上层应用的数据分片并这里加上相对应的端口号,和目的端口号且封装成数据段,或通过对报文投中的端口识别,实现网络中不同主机上的用户软件进程之间的数据通信。例如:把上面传下来的数据加上微信运行的相对应的端口号,和对方此类软件的端口号放在数据头部,并且封装成数据段,向下一层下发。
网络层:将上层数据加上源和目的方的逻辑(IP)地址封装成数据包的形式,实现数据从源端到目的端的传输。例如:这里把上面的数据段加上源和目的方的IP地址,放在头部再次进行封装成数据包的形式。
数据链路层: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,也可以丢弃误传的数据帧。
例如:这里把上层传来的数据包加上源和目的方的MAC地址且放在其头部进行再次封装成数据帧的形式再继续下发。
物理层: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成电信号或者光信号在网络中进行传输。例如:这里就是把网卡发出的数据帧通过具体网络设备发送到网络中的具体网卡上
PS:
路由器对应路由表,路由表中有相对应的IP地址段
交换机对应MAC地址表,记录所连接的设备的MAC地址
网络层及以下的通信为点对点的通信(IP地址,MAC 地址)
传输层的通信为端到端的通信(软件进程所对应的端口号)

3.OSI模型 VS TCP/IP 模型

现实生产生活中,我们用到TCP/IP 模型的几率更大。
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图中我们可以看到,OSI 7层模型中的前三层对应 TCP/IP 模型中的 应用层,可以看出TCP/IP更加注重 网络传输和物理硬件方面。

4.TCP/IP协议族的组成:

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(1)传输层相关的端口号(TCP 与 UDP)

TCP(传输控制协议) 协议应用的端口及其协议功能—传输更加稳定和可靠
端口号:
80 HTTP (超文本传输协议):用于浏览器和Web服务器之间的请求和响应的交互
21 FTP (文件传输协议) :用于控制连接FTP服务器。
53 DNS (域名系统) :用于连接DNS服务器。
25 SMTP (简单邮件传输协议):用于发送邮件
110 POP3 (邮局协议版本3):用于接收邮件
22 ssH(安全外壳协议):用于计算机之间的远程加密登录
UDP(用户数据报协议)协议应用的端口及其协议功能----传输效率更高
端口号:
69 TFTP(简单文件传输协议):用于小文件的传输
53 DNS (域名系统) :用于解析DNS
111 RPC(远程调用协议):用于远程过程调用
161 SNMP(简单网络管理协议):用于网络设备的管理
123 NTP (网络时间协议):用于网络时间同步

(2)IP(网际协议)协议及其功能:

ARP(地址解析协议):用于在局域网中根据IP地址获取物理地址
RARP(逆地址解析协议):用于在局域网中通过ARP表根据物理地址请求IP地址
ICMP (网际控制报文协议):用于验证网络是否畅通
IGMP (网际组管理协议):用于主机与组播路由器之间组播通信

5.数据封装过程,数据协议单位及设备对应关系:

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根据图中封装过程我们可以看到,每一层都在上一层的数据头部增加相应数据单元再进行封装向下发送。如果是接收的话,顺序逆向向上每层依次拆解验证头部是否为准确的头部数据即可,如果依次正确则依次上发,如果不正确丢弃。PS:交换机没有解封装的过程,直接通过MAC 地址进行硬转发,如果没有正确对应的MAC的地址,直接丢弃数据包

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设备与层的对应关系通过各层之间的协议进行验证通信,后面再讲。
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6.各层间通信:

1.应用层把相应的数据发送到传输层。
2.传输层这里确定己方的端口和目的方的端口号(这里如果目的方的端口断开,或者此时无法通信,则不会进行下一步,因为无法确定目的端口号)。传输层这里确定逻辑连接的方向
3.网络层这里把接收到的数据段头部加上源和目的方的IP地址并且封装成数据包往下发至数据链路层,
4.数据链路层接受到数据包之后在头部加上源和目的方的MAC地址再次进行封装下发到物理层,物理层把比特流转换为电信号向我方交换机物理层发送,
5.我方交换机接收后,直接从物理层解封装转到数据链路层通过接收到的MAC地址直接硬转发,确定MAC地址后(如果找不到MAC地址则直接丢弃),直接再向物理层转发,物理层接收后再向我方路由器进行转发
6.我方路由器的物理层接收后再向上逐步逐层解封直到确定IP地址和对方路由的IP地址,进行路由功能,再次进行逐步封装到物理层向对方路由器的物理层发送。
后面经由对方路由器接收逆向之前的1-6步操作即可。
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5G无线协议栈

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数据包在协议栈的封装过程
就是每一层接收到上一层的包后,在包前再加一个协议包头封装后再往下发。
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