数据通信
分层思想
将复杂的流程分解为几个功能相对单一的过程
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的解决问题
OSI七层参考模型
国际标准化组织（ISO）
1984年颁布了开放系统互联（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 |
物理层
建立、维护、断开物理连接
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
硬件地址，也叫物理地址，MAC地址
数据链路层主要用到二层交换机，同一个网段的数据通信，不识别IP地址
网络层
进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择
逻辑地址，也是IP地址
IPv4=2³²-2
IPv6=2¹²⁸-2
传输层
定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验
传输层分两层：
TCP
要求安全、可靠性 传输时延长
UDP
要求速率高 传输时延短
传输层的协议+端口号对应应用层不同的服务
例如：
TCP+80=WEB服务
TCP+25=SMTP服务
TCP+110=POP3服务
端口号
客户端根据需要哪种服务，从而发送到特定的目的端口
端口划分为三个类别，范围介于1-65535之间
公认端口
与公用网络应用程序相关联的目的端口称为公认端口
端口范围：1——1023
注册端口
作为源端口或目的端口使用；组织可以使用这些端口注册即时消息等应用程序
端口范围：1024——49151
私有端口
通常作为源端口使用
端口范围：49152——65535
会话层
表示层
应用层
这三层与用户直接相关
补充：路由器和交换机的区别
交换机实现的是同一个网段的数据通信
路由器实现的是不同网段的数据通信
补充：路径的选择标准
子网掩码长度最长
路由协议中管理距离最小的
路径质量最好的
默认路由
路由器根据路由表实现路由转发
物理层和数据链路层
OSI模型 VS TCP/IP模型
TCP/IP协议族的组成
| 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 | 由底层网络定义的协议 |
| 物理层 | 由底层网络定义的协议 |
ICMP:网络通信检测与信息反馈
ICMP分为：
ping 源和目标连通性的检测
tracert 检测源和目标所经过的线路与故障点，一般用来定位和调试故障
IGMP：组播
数据通信的四个元素
源IP 源MAC 目标IP 目标MAC
ARP:地址解析协议（正向解析）
已知目标IP，未知目标MAC
RARP:地址解析协议（反向解析）
未知目标IP，已知目标MAC
ARP的工作原理
ARP指的是已知目标IP未知目标MAC地址时使用。
举例：
若PC1想发送消息给PC2，但只知道PC2的IP，未知PC2的MAC时就会通过ARP发送广播帧给交换机，交换机接收到广播帧时无条件作广播处理，此时连接到交换机上的所有主机都可以收到此广播帧，他们会比较自己的IP是否与目标IP一致。若不一致则丢弃处理，若一致则回复消息给发送方，在回包的过程中自然会加上自己的MAC和IP。当发送方接收到此数据时，查看接收方的MAC和IP地址，把他们一起放入ARP缓存表。
数据封装过程
| 应用层 | 上层数据 |
|---|---|
| 传输层 | TCP头部+上层数据 |
| 网络层 | IP头部+TCP头部+上层数据 |
| 数据链路层 | MAC头部+IP头部+TCP头部+上层数据 |
| 物理层 | 比特流 |
封装方向：自上而下
物理层形成比特流，数字信号
数据解封装过程
方向：自下而上
PDU 协议数据单元（数据单位）
| 应用层 | 消息(message) |
|---|---|
| 传输层 | 数据段(fregment) |
| 网络层 | 数据包(packet) |
| 数据链路层 | 数据帧(frame) |
| 物理层 | 比特流(bits) |
设备与层的对应关系
| 应用层 | 电脑手机等设备终端 |
|---|---|
| 传输层 | 防火墙 |
| 网络层 | 路由器/三层交换机 |
| 数据链路层 | 二层交换机 |
| 物理层 | 网卡 |
各层间通讯
应用层：应用层协议
传输层：传输层协议
网络层：网络层协议
数据链路层：数据链路层协议
物理层：物理层协议
数据链路层协议代表
802.3
IEEE 802.3是工作组和工作组制定的电气和电子工程师协会 （IEEE）标准的集合，该工作组定义了有线以太网的物理层和数据链路层的介质访问控制 （MAC）。 这通常是具有一些广域网 （WAN）应用的局域网（LAN）技术。 通过各种类型的铜缆或光缆在节点和/或基础设施设备（ 集线器 ， 交换机 ， 路由器 ）之间建立物理连接 。
802.3是一种支持IEEE 802.1网络架构的技术。802.3还定义了使用CSMA / CD的 LAN访问方法。
802.11
IEEE 802.11是现今无线局域网通用的标准，它是由电气和电子工程师协会（IEEE）所定义的无线网络通信的标准。
虽然经常将Wi-Fi与802.11混为一谈，但两者并不等同。