OSI 七层网络模型的理解

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OSI 七层网络模型分析:
实际上还有人把这个分为:五层、四层
1.七层: 功能: 协议:
应用层 为应用程序提供服务 TFTP,HTTP,SNMP,FTP,SMTP,DNS,Telnet
表示层 数据格式转化、数据加密 无
会话层 建立、管理和维护会话 无
传输层 建立、管理和维护端到端(端口)的连接 TCP,UDP
网络层 IP地址及路由选择,和外网进行通信的 IP,ICMP,RIP,OSPF,BGP,IGMP
数据链路层 数据链路层就是来对电信号来做分组的(帧的概念) SLIP,CSLIP,PPP,ARP,RARP,MTU
物理层 bit流的发送,其实就是电信号 ISO2110,IEEE802,IEEE802.2

2.五层:
应用层
传输层
网络层
数据链路层
物理层

3.四层:
应用层
传输层
网络层
网络接口层


解释:
物理层:
1.物理层:中间的物理链接可以是光缆、电缆、双绞线、无线电波。中间传的是电信号,即010101…这些二进制位


数据链路层:
2.如何让这些二进制位有意义呢?
(1).需要对这些二进制位进行分组,这个就是数据链路层做的事情
(2).早期的时候,数据链路层就是来对电信号来做分组的,以前每个公司都有自己的分组方式,
非常的乱,后来形成了统一的标准(标准就是协议),即以太网协议Ethernet。
(3).Ethernet规定: 一组电信号称之为一个数据包,或者叫做一个“帧”
(4).每一数据帧分成:包头head和数据data两部分
head + data
(5).head包含:(固定18个字节)
发送者(源地址,6个字节)
接收者(目标地址,6个字节)
数据类型(6个字节)
(6).data包含:(最短46字节,最长1500字节)
(7).head长度+data长度=最短64字节,最长1518字节,超过最大限制就分片发送
3.这就像写信,发送者的地址(源地址)就是你家的地址,接收者地址(目标地址)就是对方的收信地址,你家的路由器就相当于邮局。其实在计算机通信中的源地址和目标地址指的是mac地址。
4.Mac地址的由来:head中包含的源和目标地址由来:Ethernet规定接入Internet的设备都必须具备网卡,发送端的和接收端的地址便是指网卡的地址,即Mac地址。
5.每块网卡出厂时都被烧录上一个实际上唯一的Mac地址,长度为48位2进制,通常由12位16进制数表示,(前六位是厂商编码,后六位是流水线号)
例如:AC-4A-3D-8A-3C-60
6.有了mac地址以后,计算机就可以通信了,假设一个教室就是一个局域网(隔离的网络),这个教室里面有几台计算机,计算机的通信和人的通信是一个道理,把教室里面的人都比作一个个计算机,假设教室里面的人都是瞎子,其实计算机就是瞎子的,计算机通信基本靠吼。现在我要找教室里面的飞哥要战狼2的片,然后我就吼一声,说我要找飞哥要战狼2的片,战狼2的片就属于我的数据,但是我在发的时候我是不是要标识我是谁,我要找谁,我是谁就是我的mac地址,我要找谁就是飞哥的mac地址,这两个地址做数据包的头部,再加上数据战狼2的片就构成了一个数据帧。
7.这个数据包封装好以后就往外发,到物理层以后就全部转成二级制,往外发是怎么发的呢?就是靠吼。即“我是Edison,我找飞哥要战狼2的片”。这么吼了一嗓子以后,全屋子的人都能听到,这就是广播。
8.计算机底层,只要在一个教室里(一个局域网),都是靠广播的方式,吼。
局域网的理解:什么是互联网,互联网就是由一个个局域网组成,局域网内的计算机不管是对内还是对外都是靠吼,这就是数据链路层的工作方式-----广播。
9.广播出去以后,所有人都听得见,所有人都会拆开这个包,读发送者是谁,接收者是谁,只要接收者不是自己就丢弃掉。对计算机来说,它会看自己的Mac地址,飞哥收到以后,他就会把片发给我,发送回来同样采用广播的方式了,靠吼。
在讲网络层之前,其实基于广播的这种通信就可以实现全世界通信了,你吼一声,如果全世界是一个局域网,全世界的计算机肯定可以听得见,从理论上似乎行得通,如果全世界的计算机都在吼,你想一想,这是不是一个灾难。因此,全世界不能是一个局域网。于是就有了网络层。


网络层:
10.同一个教室(同一个局域网)的计算机靠吼来通信,那不同教室的计算机又如何?
11.比如说局域网1的pc1与局域网2的pc10如何通信?你在教室1(局域网1)吼,教室2(局域网2)的人肯定是听不见的。这就是跨网络进行通信,数据链路层就解决不了这个问题了,这就得靠网络层出面了。
12.网络层定义了一个IP协议
13.你想,我是这个教室的一个学生,我想找隔壁教室一个叫老王的学生,我也不认识老王,那怎么办,我吼?老王在另外一个教室肯定是听不到的。找教室的负责人,这个教室的负责人就负责和隔壁教室的负责人说话,说我们教室的有个学生要找你们教室的老王。往外传的东西交给负责人就可以了,内部通信的话上面已经提到,通过广播的方式,对外的东西广播失效。教室的负责人就是网关,网关即网络关口的意思。
14.Mac地址是用来标识你这个教室的某个位置,IP地址是用来标识你在哪个教室(哪个局域网)。你要跨网络发包你是不是要知道对方的IP地址,比如你要访问百度,你肯定得知道百度服务器的IP地址。计算机在发包前,会判断你在哪个教室,对方在哪个教室,如果在一个教室,基于mac地址的广播发包就OK了;如果不在一个教室,即跨网络发包,那么就会把你的包交给教室负责人(网关)来转发。Mac地址及IP地址唯一标识了你在互联网中的位置
15.数据链路层中会把网络层的数据包封装到数数据链路层的数据位置,然后再添加上自己的包头,再发给物理层,物理层发给网关,网关再发给对方教室的网关,对方教室的网关收到后在那个教室做广播。
数据链路层包头 数据链路层数据
源mac + 目标mac IP包头(源IP + 目的IP) + IP数据
最后就变成了:以太网头(数据链路层包头) + IP头 + IP数据
16.现在回过来来看另一个问题,在吼之前怎么知道对方的Mac地址?这就得靠ARP协议
ARP协议的由来:在你找飞哥要片之前,你的先干一件事,想办法知道飞哥的Mac地址。即你的机器必须先发一个ARP包出去,ARP也是靠广播的方式发,ARP发送广播包的方式如下:
17.局域网中怎么获取对方的Mac地址:
肯定要知道对方的IP地址,这是最基本的,就像你要访问百度,肯定得知道百度的域名,域名就是百度的IP地址。自己的IP可以轻松获得,自己的Mac也轻松获取,目标Mac为12个F,我们叫广播地址,表达的意思是我想要获取这个目标IP地址172.16.10.11的机器的Mac地址。Mac为12个F代表的是一种功能,这个功能就是获取对方的MAC地址,计算机的Mac永远不可能是12个F。假设是在本教室广播,一嗓子吼出去了,所有人开始解包,只有IP地址是172.16.10.11的这个人才会返回他的Mac地址,其他人全部丢弃。发回来源Mac改成飞哥自己的Mac地址,同时把飞哥的Mac地址放在数据部分。
18.跨网络怎么获取对方的Mac地址:
通过IP地址区分,计算机运算判断出飞哥不在同一个教室,目标IP就变成了网关的IP了。网关的IP在计算机上配死了,可以轻松获取
网关帮你去找飞哥,但对用户来说,我们根本就感觉不到网关的存在。


传输层:
1.传输层的由来:网络层的ip帮我们区分子网,以太网层的mac帮我们找到主机,然后大家使用的都是应用程序,你的电脑上可能同时开启qq,暴风影音,等多个应用程序,
那么我们通过ip和mac找到了一台特定的主机,如何标识这台主机上的应用程序,答案就是端口,端口即应用程序与网卡关联的编号。
传输层功能:建立端口到端口的通信
补充:端口范围0-65535,0-1023为系统占用端口
tcp协议:
可靠传输,TCP数据包没有长度限制,理论上可以无限长,但是为了保证网络的效率,通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度,以确保单个TCP数据包不必再分割。
以太网头(数据链路层包头) + IP头 + tcp头 + 数据
2.udp协议:
不可靠传输,”报头”部分一共只有8个字节,总长度不超过65,535字节,正好放进一个IP数据包。


应用层
应用层由来:用户使用的都是应用程序,均工作于应用层,互联网是开发的,大家都可以开发自己的应用程序,数据多种多样,必须规定好数据的组织形式 。
应用层功能:规定应用程序的数据格式。
例:TCP协议可以为各种各样的程序传递数据,比如Email、WWW、FTP等等。那么,必须有不同协议规定电子邮件、网页、FTP数据的格式,这些应用程序协议就构成了”应用层”。

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