osi七层协议

网络协议

1.os七层协议

• 互联网协议按照功能不同分为osi七层或则tcp/ip五层或tcp//四层

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  • 每层运行常见的物理设备
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• 五层协议

  • 物理层

    • 物理层功能:主要是基于电器特性发送高低压(电信号),高电压对应数字1,低电压对应数字0,例如光纤和双绞线

  • 数据链路层

    • 单纯的电信号没有意义,必须规定电信号多少位一组,数据链路层定义了电信号的分组方式
    • 以太网协议:形成的标准协议,即以太网协议ethernet,它规定一组电信号构成一个数据报,叫做'帧',每一数据帧分成:报头head和数据data两部分
      • head包含:(固定18个字节)
        • 发送者/源地址,6字节
        • 接受者/目标地址,6字节
        • 数据类型,6字节
      • data包含(最短46字节,最长1500字节)
        • 数据包的具体内容
      • 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
    • mac地址:
      • head中包含的源和目标地址由来:ethernet规定接入internrt的设备必须都具有网卡,发送端和接收端的地址便是网卡的地址,即mac地址
      • mac地址:每块网卡出厂时都被烧制上世界上唯一的mac地址,长度为48位2机制,通常由12位16进制数表示(前六位是厂商编号,后六位是流水线号)
    • 广播:
      • 有了mac地址,同一网络内的两台主机就可以通信了(一台主机通过arp协议获取另一台主机的mac地址)
      • etnernet采用原始的方式,广播的方式进行通信,即计算机通信基本靠吼
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  • 网络层

    • 世界上的互联网是由一个个彼此隔离的小的局域网组成,如果都采用广播的方式实现通信,name一台机器发送的包全世界的电脑都会收到,这样数不可能的.

    • 网络层功能:引入一套新的地址用来区分不同的广播域?子网,这套地址即网络地址

    • ip协议

      • 规定网络地址的协议叫ip协议,它定义的地址称之为ip地址,广泛采用的v4版本即ipv4,他规定网络地址由32位2进制表示
      • 范围0.0.0.0~255.255.255.255
      • 一个ip地址通常写进四段十进制数,例:172,16,10,1
      • 作用:
        • 为每台计算机分配IP地址
        • ,确定那些地址在同一个子网络

    • IP地址分为两部分

      • 网络部分:标识子网
      • 主机部分;标识主机
      • 单纯的IP地址只是标识了ip地址的种类,从网络部分或主机部分都无法辨识一个ip所处的子网,例172.16.10.1与172.16.10.2并不能确定二者处于同一子网

    • 子网掩码

      • 子网掩码就是网络特征的一个参数,和IP地址一样是32位2进制数字,网络部分全部为1,主机部分全部是0
      • 知道子网掩码,就可以判断任意两个ip是否处于同一子网络,将两个ip地址与子网掩码进行and预算,比较结果是否相同

    • ip数据包

      • ip数据包也分为head和data部分,无需为ip包定义单独的烂位,直接放入以太网包的data部分
      • head ; 长度为20到60字节
      • data ; 最长为65515字节
      • 以太网数据包额数据部分,最长只有1500字节,因此,如果ip数据超过了1500字节,他就需要分割成几个以太网数据包,分开发送了
        • 以太网--->ip头--->ip数据

    • ARP协议

      • 计算机在发包的时候获取自己的mac是容易的,获取目标主机的mac地址就需要通过arp协议
      • arp协议功能:广播的方式发送数据包,获取目标主机的mac地址
      • 协议工作方式:
        1. 首先通过ip地址和子网掩码区分出自己所在的子网
        2. 分析源ip和目标ip是否处于同一网络
        3. 这个包会以广播的方式在发送端所处的子网内传输,所有主机接收后拆开包,发现目标ip为自己的,就响应,返回自己的mac

  • 传输层

    • 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,传输层通过建立端口到端口的通信,找到相应的软件
    • 端口范围
      • 0-1023为系统占用端口
      • 1024-8000为软件占用端口
      • 8001-65535为自定义端口
    • 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tco数据包的长度不会超鬼ip数据包的长度,确保单个数据包不必再分割
        • 以太网头--->ip头--->tcp头--->数据
    • udp协议
      • 不可靠传输,但是效率高,不需要返回数据,直接发送数据,报头部分一共只有8个字节,总长度不超过65535字节,正好放进一个ip数据包
        • 以太网-->ip头-->udo头-->数据
    • tcp报文
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    • tcp三次挥手四次握手
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  • 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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