网络模型(ISO,TCP/IP)
一 介绍
计算机网络是指由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体,各个部件之间以何种规则进行通信,就是网络模型研究的问题。
网络模型一般是指OSI七层参考模型和TCP/IP四层参考模型。这两个模型在网络中应用最为广泛。
二 OSI网络七层模型
OSI 是 Open System Interconnection 的缩写,译为“ 开放式系统互联”。模型是由国际标准化组织(ISO)制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系,一个七层的、抽象的模型体,不仅包括一系列抽象的术语或概念,也包括具体的协议。
协议(Protocol)就是网络通信过程中的约定或者合同,通信的双方必须都遵守才能正常收发数据。协议有很多种,例如 TCP、UDP、IP 等,通信的双方必须使用同一协议才能通信。协议是一种规范,由计算机组织制定,规定了很多细节,例如,如何建立连接,如何相互识别等。
OSI 模型把网络通信的工作分为 7 层,从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
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应用层
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网络服务与最终用户的一个接口。
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协议有:HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS TELNET HTTPS POP3 DHCP
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表示层
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数据的表示、安全、压缩。
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格式有,JPEG、ASCll、EBCDIC、加密格式等
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会话层
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建立、管理、终止会话。
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对应主机进程,指本地主机与远程主机正在进行的会话
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传输层
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定义传输数据的协议端口号,以及流控和差错校验。
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协议有:TCP UDP, 数据包一旦离开网卡即进入网络传输层
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端口号
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有了 IP 地址和 MAC 地址,虽然可以找到目标计算机,但仍然不能进行通信。一台计算机可以同时提供多种网络服务,例如 Web 服务(网站)、FTP 服务(文件传输服务)、SMTP 服务(邮箱服务)等,仅有 IP 地址和 MAC 地址,计算机虽然可以正确接收到数据包,但是却不知道要将数据包交给哪个网络程序来处理,所以通信失败。
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端口(Port)是一个虚拟的、逻辑上的概念。可以将端口理解为一道门,数据通过这道门流入流出,每道门有不同的编号,就是端口号。
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网络层
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进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择。
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协议有:ICMP IGMP IP(IPV4 IPV6)
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IP地址
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IP地址是 Internet Protocol Address 的缩写,译为“网际协议地址”。在因特网上进行通信时,必须要知道对方的 IP 地址。实际上数据包中已经附带了 IP 地址,把数据包发送给路由器以后,路由器会根据 IP 地址找到对方的地里位置,完成一次数据的传递。路由器有非常高效和智能的算法,很快就会找到目标计算机。
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目前大部分软件使用 IPv4 地址,但 IPv6 也正在被人们接受,尤其是在教育网中,已经大量使用。
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数据链路层
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建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。(由底层网络定义协议)
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将比特组合成字节进而组合成帧(帧数),用MAC地址访问介质,错误发现但不能纠正。
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MAC地址
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MAC 地址是 Media Access Control Address 的缩写,直译为“媒体访问控制地址”,也称为局域网地址(LAN Address),以太网地址(Ethernet Address)或物理地址(Physical Address)。
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一个局域网往往才能拥有一个独立的 IP;换句话说,IP 地址只能定位到一个局域网,无法定位到具体的一台计算机。真正能唯一标识一台计算机的是 MAC 地址,每个网卡的 MAC 地址在全世界都是独一无二的。计算机出厂时,MAC 地址已经被写死到网卡里面了,局域网中的路由器/交换机会记录每台计算机的 MAC 地址。
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数据包中除了会附带对方的 IP 地址,还会附带对方的 MAC 地址,当数据包达到局域网以后,路由器/交换机会根据数据包中的 MAC 地址找到对应的计算机,然后把数据包转交给它,这样就完成了数据的传递。
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物理层
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建立、维护、断开,的物理连接。(由底层网络定义协议)
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接收与发送数据二进制,在物理层称为 比特流(bit)
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参考图
三 TCP/IP四层模型
OSI 只是存在于概念和理论上的一种模型,它的缺点是分层太多,增加了网络工作的复杂性,所以没有大规模应用。
后来人们 对 OSI 进行了简化,合并了一些层,最终只保留了 4 层也就是TCP/IP 模型。从下到上分别是接口层、网络层、传输层和应用层
TCP/IP 模型包含了 TCP、IP、UDP、Telnet、FTP、SMTP 等上百个互为关联的协议,其中 TCP 和 IP 是最常用的两种底层协议,所以把它们统称为“TCP/IP 协议族”。
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