计算机网络参考模型

it2024-11-02  7

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一级目录 计算机网络参考模型与5G协议一·分层思想二·OSI七层参考模型(一)OSI七层参考模型1.应用层2.表示层3.会话层4.传输层5.网络层6.数据链路层7.物理层8.点对点以及端对端 (二)TCP/IP模型(三)TCP/IP协议族(四)TCL/IP协议栈(五)数据在TCP/IP协议栈中的封装和解封装(六)设备与层的对应关系(七)PDU协议数据单元(八)各层间通信

一级目录 计算机网络参考模型与5G协议

一·分层思想

将复杂的流程分解为几个功能相对单一的子过程,这样使整个流程更加清晰,还能够把复杂的问题简单化;而且也能更容易发现问题并针对性的解决问题。

二·OSI七层参考模型

(一)OSI七层参考模型

是由国际标准化组织ISO提出的,同时1984年颁布了开放系统互连(OSI)参考模型我们这面来看一下这七个层面

1.应用层

它是网络服务与最终用户的一个接口,相当于是人机交换窗口,把人的语言输入到计算机中。

2.表示层

它主要是负责数据的表示,安全,压缩,将接收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,数据加密和解密等工作。

3.会话层

它是主要为了建立,管理和中止会话;管理是否允许不同的机器上的用户之间建立关系。

4.传输层

它主要是定义传输数据的协议端口号,以及流控和差错校验;将上层应用数据分片并加上端口号封装成数据段,或通过对报文头中的端口识别,实现网络中不同主机上的用户进程之间的数据通信。

5.网络层

它是进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择;将上层数据加上源和目的方的逻辑(IP)地址封装成数据包,从而实现数据从源端到目的端的传输。它的寻址相当于是在逻辑上面的寻址。

6.数据链路层

它是具有建立逻辑链接,进行硬件地址寻址,差错校验等功能;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。数据链路层相当于是建立逻辑上的链接,相当于是坐标。

7.物理层

它是用来建立,维护,断开物理连接使用的;报文头部和上层数据信息都是由二进制数组成的,物理层将这些二级制数字组成的比特流转换成电信号在网络中传输。说通俗点就是数据通过网线传到网卡的过程。

8.点对点以及端对端

网络通信网络层及以下的通信为点对点的通信,相当于是主机和主机之间的通信。 传输层的通信为端到端的通信,相当于程序和程序之间的通信。端口号到端口号

(二)TCP/IP模型

TCP/IP协议相当于就是OSI的缩小,应用层,表示层,会话层统称为应用层。这样TCP/IP就是五层模型;当然,它还可以将数据链路层和物理层统称为网络接口层,这样就是四层模型。

(三)TCP/IP协议族

应用层的主要协议:HTTP FTP TFTP AMTP ANMP DNS 传输层的主要协议:TCP UDP 网络层的主要协议:ICMP IGMP IP RARP ARP 数据链路层和物理层的主要协议:由底层网络定义的协议 IEEE 802.3有线局域网(以太网)标准 IEEE 802.11无线局域网标准

(四)TCL/IP协议栈

各层的主要协议 1.TCP(传输控制协议)协议应用的端口及其协议功能----传输更加稳定可靠 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 2.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 3. IP(网际协议)协议及其功能: 4. 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 5. 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

(五)数据在TCP/IP协议栈中的封装和解封装

由图我们可以看出来,我们发送到数据在经过每个层面的时候都会被带上标记,在刚进传输层的时候将上层应用数据分片并加上端口号封装成数据段,然后将数据段向网络层发送;进入网络层的时候,将上层数据加上源和目的方的逻辑(IP)地址封装成数据包,然后向数据链路层发送;进入网络层之后,将上层数据加上源和目的方的MAC地址封装成数据帧,然后再向物理层发送。

由图我们可以看出,当上层数据从物理层向数据链路层传输的时候,数据链路层解析MAC头部,识别是否为自己的数据,成功后向网络层传输;网络层成功接受数据后识别IP头部,识别成功向传输层发送;传输层接收数据后先识别TCP头部,识别成功后就可以向应用层发送数据了。以上步奏如果识别失败,直接丢包,不回传。

(六)设备与层的对应关系

应用层————计算机 传输层————防火墙 网络层————路由器 数据链路层————交换机 物理层————网卡

(七)PDU协议数据单元

传输层:数据段 防火墙 网络层:数据包 路由器 数据链路层:数据帧 交换机 物理层:比特流 网卡

(八)各层间通信

各层间的最基本通信是通过各个协议进行通信的。

两个主机之间的通信由应用层向传输层发送,传输层封上端口再向网络层发送,网络层接收后为其封上源和目的方的IP地址,然后向数据链路层发送;数据链路层接收后,为其封上源和目的方的MAC地址,然后向物理层发送;物理层接收后,把比特流转换为电信号向我方交换机物理层发送,我方交换机向数据链路层发送,数据链路层解析后确定MAC后,再向物理层转发,物理层接收后发送到路由器物理层,路由器接收后往数据链路层进行发送,解析完确定为自己的包再继续向上发送,发送到网络层,网络层接收后,解析头部,确定完毕后 ,再向数据链路层发送,包装好之后发送给物理层,再向另一个主机的路由器的物理层发送,后面的步骤和上面基本一致,我就不一一赘述了。同时,交换机没有解封装,它只负责转发。

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