网络分层学习


OSR/RM(Open System Interconnection/Reference Model)模型自下而上为:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
TCP/IP四层模型: 网络接口层、网际层、运输层、应用层。
OSI是一种理论模型,而TCI/IP已经被广泛使用,成为网络互连实际上的标准。
五层模型是折中了OSI七层模型和TCP/IP四层模型,物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层,只出现在计算机网络学习教学过程中

一、物理层:

简单就是将一台计算机与另一台计算机连接起来。
为上层协议提供一个传输数据的可靠的物理媒体。
(物理层负责把两台计算机连起来,然后在计算机之间通过高低电频来传送0,1这样的信号)

二、数据链路层:

在物理层提供的服务基础上向网络层提供服务,基础服务为将来自网络层的数据可靠的传输给相邻的目标机网络层。
(标识0,1电信号,让计算机读懂,于是产生了以太网协议)

以太网协议:

以太网协议规定,一组电信号构成一个数据包。这个数据包为帧,每一帧由标头head和数据data组成。
帧大小为64-1518字节,如果数据很大则分开多帧传送。
表头存放的是发送者、接收者等信息且固定长度18个字节,数据部分则是这个数据包具体的内容。
一台计算机的数据通过物理层和链路层传输到另一台计算机。 计算机之间如何区分,依赖的是MAC地址。

MAC地址

每一台计算机有一张网卡,一张网卡有一个唯一标识,唯一标识为MAC地址。
MAC地址由48个字节组成。在网卡生成的时候就唯一标识mac地址了。

广播:

但是一台计算机连接多台计算机,要想精准连接1对1,所以要发送广播,所有计算机都会接收这个广播的数据包。
其中包含接收者MAC地址,所有计算机会将里面的MAC地址和自身对比比较,如果相同则接收数据包,不同则拒绝该数据包。
但是怎么在只知道目标计算机的IP而获取目标计算机的MAC地址呢。
发送计算机通过ARP协议获取接收计算机的MAC地址。
ARP协议在网络层。

三、网络层:

实现两个端系统的数据透明传送,具体功能包括逻辑寻址、路由的选择等,基本数据单位为IP的数据报。
不可能每一天计算机都能接收到世界上所有计算机的广播的,所以网络划分了无数个子网。
广播只能在子网进行,同一个子网,广播发,不是则发送给网关转发。

通过IP协议来判断是否同一子网。

IP协议:

IP协议,它所定义的地址,我们称之为IP地址。
每一台计算机的IP地址分网络部分和主机部分两个部分组成,网络部分是否相同决定他们是不是在同一个子网。
网络部分和主机部分占用的二进制位数是不同的,要依靠子网掩码来确定。
子网掩码和IP地址一样也是 32 位二进制数,不过它的网络部分规定全部为 1,主机部分规定全部为 0。
把ip地址和子网掩码做一个与(and)运算,然后比较两边的结果是否相同,相同则为子网。
DNs服务器,通过分析域名返回IP。网络层作用是在找到另外一台计算机在那里,是否同一个子网。

ARP协议:

通过计算机的IP和子网掩码可以判断两台计算机是否在同一个子网中。
如果在同一个子网,就通过广播形式给同一个子网计算机发送数据包(包括发送计算机、目标计算机的IP地址)
接收计算机获取数据包后,取出目标计算机IP跟自身对比,
相同的话,则回复自身MAC地址给对方,否则丢弃该数据包。
如果不在同一个子网中,需要发送数据包到网关中,通过网关中转。

DNS服务器

输入域名的时候,会把域名输入到DNS服务器,解析域名获取域名对应的IP地址。

四、传输层:

为两个端系统的会话层之间提供建立、维护、取消传输连接的功能,提供端到端的可靠数据传输,以及流量控制。
前面三层已经计算机到计算机了,但是计算机有多个应用程序,所以要通过端口来指定程序。
一般传输协议已经默认指定好端口了,像http协议默认端口80,传输层协议常见为长连接TCP协议和短链接UDP协议。

五:应用层。

应用层分三层:会话层、表示层、应用层
会话层:管理主机之间的会话进程,即是负责建立、管理、终止进程之间的会话。
表示层:对应用层的数据转换,以保证一个主机应用层的数据能被另一个主机的应用层理解。
应用层:为操作系统或者网络应用程序提供网络服务的接口。 传输单位为报文。

应用层相关协议:

  • TELNET 远程终端协议,一般用于端口联通性测试;
  • FTP 文件传输协议,使用的是TCP协议进行数据传输,一般占用21端口;
  • TFTP 简单文件传输协议,使用的是UDP协议进行数据传输,默认端口为69;
  • HTTP 超文本传送协议,浏览器使用的协议,默认端口为80

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