【OSI】网络协议模型

 一、网络相关概念

IP地址：

主机 用于 路由寻址  用的数字标识

域名：

便于IP地址记忆

DNS：

通过注册的 域名 指向 ip 的服务

DDNS：

将用户的动态IP地址映射到一个固定的域名解析服务上
用户每次连接网络的时候客户端程序就会通过 信息 传递把该主机的 动态IP地址 传送给位于服务商主机上的 服务器程序，
服务器程序负责提供 DNS服务 并实现动态域名解析
实现一个 用户访问域名---客户端传递ip---服务器DNS动态解析--域名解析给用户访问对应的地址

MAC地址：

物理地址/硬件地址(位于数据链路层)

长度：48比特（前24位对应不同的厂家代码，后24位标识为同一厂家的不同网卡）

每个设备出厂的时候都有属于自己的mac地址

ARP解析：

根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。

将包含目标IP地址的ARP请求
广播到网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。

RARP：

反向地址转换协议（RARP）是局域网的物理机器从网关服务器的ARP表或者缓存上
根据MAC地址请求IP地址的协议
RARP的工作流程也相反。首先是查询主机向网路送出一个RARP Request广播封包，向别的主机查询自己的IP地址

子网掩码：

某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分，跟ip进行与操作可算出当前ip地址所处的网段

网关：

没有网络的情况下，两个网络之间不能互相通信，只能通过网关:网络A与B 不在同一网络中，A--转发数据包--A的网关--B的网关--B

PING：

对一个网址发送测试数据包,发送ICMP，看对方网址是否有响应并统计响应时间，以此测试网络

SNMP：

简单网络管理协议，SNMP是基于TCP/IP协议族的网络管理标准，是一种在IP网络中管理网络节点（如服务器、工作站、路由器、交换机等）的标准协议。

（服务器...）被管理的设备-->SNMP代理(转换成SNMP兼容的模式)-->网络管理系统（NMS），可以试用管理软件对当前的设备（路由器、交换机等进行get和set操作）

 

 

二、网络协议模型

网络协议

网络协议为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。

OSI模型

是国际标准化组织(ISO)提出的一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架，简称OSI。

数据的封装和解封装

 

 

1.物理层（比特流）

作用：

提供建立、维护和拆除物理链路所需的机械、电气、功能和规程的特性；提供有关在传输介质上传输非结构的位流及物理链路故障检测指示。他们的特性决定了能传输的最大距离，速率等
数据还没有被组织，将 数据 转换成可以 通过物理介质传输的 电子信号

协议：

EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45

应用：

双绞线、线缆、电缆连线连接器等物理媒介

 

2.数据链路层（帧frame）

作用：

解决了如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递。为了保证传输，从网络层接收到的数据被分割成特定的可被物理层传输的帧。进行物理地址寻址、在物理线路上进行数据(帧frame)的可靠传递以及流量控制。

协议：

SDLC、HDLC、PPP、STP（Spanning Tree Protocol）、帧中继

组成：

介质存取控制（MAC）：定义了地址，用来标识数据链路层中的多个设备

逻辑链路控制层（LLC）：支持无连接服务和面向连接的服务

应用：

交换机：对帧解码并根据帧中包含的信息把数据发送到正确的接收方

特点：

不同的数据链路层定义了不同的网络和协议特征，其中包括物理编址、网络拓扑结构（设备的连接方式：总线拓扑和环形拓扑）、帧序列、错误校验（传输错误告警）及流控（控制传输速度防止接收超过处理能力而崩溃）

相同mac标准的不同网段之间的数据传输只涉及到数据链路层

 

3.网络层（数据包）

作用：

规定了通过哪些网络节点、网络路径来将数据(数据包)从发送方发送到接收方。
将网络地址翻译成对应的物理地址：

①确定了从节点A发数据到节点B的网络路径，经过哪些节点。

②既可以建立LAN通信系统，更主要的是可以在WAN网络系统中建立通信

③有自己的路由地址结构，通过路由协议(又称可路由协议)进行网络通信的路由工作。

协议：

IP、IPX、ICMP、RIP、OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)

应用：

①IP路由器

②不同mac标准之间的数据传输涉及到网络层，实现多种网络的互联

单位：数据包 ===>将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息——源站点和目的站点地址的网络地址。

 

4.传输层（报文）

作用：

负责总体的数据传输和数据控制，提供端到端交换数据的机制

根据 对方 接受程度 确定适应的传播速率，按照网络能处理的最大尺寸  来分割数据包分割成数据片，并排序，保证传送到接收方时，能按顺序组成正确的数据

协议：

TCP协议、UDP协议等。

应用：

应用于  TCP/IP 协议套中的TCP（传输控制协议），IPX/SPX 协议集的SPX （序列包交换）。 

 

 

5.会话层

作用：

建立 维持 和 终止 表示层和实体之间的会话，还会创建检查点 使得通讯中断之后可以返回原先的状态

协议：

NFS、SQL、RPC 、X-WINDOWS、ASP（APPTALK会话协议）、SCP

 

6.表示层

作用：

会话层 和应用层之间的翻译官，转化数据格式，使之能够被另一方理解：数据的加密 解密 压缩 解压缩，发送方的表示层将应用程序数据的抽象语法转换成网络适用于OSI网络传输的传送语法，接收方则相反。

协议：

文本：ASCII，EBCDIC、 图形：TIFF，JPEG，GIF，PICT、声音：MIDI，MPEG，QUICKTIME 

 

7.应用层

作用：

为    用户使用的应用软件  提供访问 OSI的接口，使应用程序能使用网络服务

协议：

文件传输访问管理协议（FTAM）、文件虚拟终端协议（VIP）、公用管理系统信息（CMIP）
TELNET、FTP、TFTP、SMTP、SNMP、HTTP、BOOTP、DHCP、DNS

 

 

三、OSI模型和TCP/IP之间的对应

模型：

协议：

1.网络接口层

作用：

①数据封装成帧，解封装成帧

②控制帧传输：

接收方：帧的差错编码(奇偶校验码或 CRC 码)的检查，来判断帧在传输过程中是否出错，并向发送发进行反馈，如果传输发生差错，则需要重发纠正。

发送方：发送帧后，会同时启动定时器，如果帧发送后在一定时间内没有收到反馈，为了避免传输停滞不前，则在计时器Timeou后认为帧传输出错，自动重发。

③流量控制：

发送速率不超过接收速率，并反馈控制 是否暂停发送

 

2.网际层

路由表：记录着  发送方 到达 接受方的网络路由路径

协议：ARP(Address Resolution Protocol地址解析协议)、ICMP(Internet Control Message Protocol报文控制协议)、IGMP(Internet Group Management Protocol组管理协议)，

网络号相同的各主机 位于 同一网段，相互之间可以直接通讯
网络号不同的各主机，则需要 路由器 转发

IP分类：

网络层和传输层的不同：网络层 负责  点 到  点的 传输（点 指的是主机或路由）   ||  传输层 负责 端 到 端 的传输（端 指的是源主机 和 目的主机）

 

3.传输层

① UDP：

特点：

a.无连接，发送数据之前不需要连接，速度快，不可靠不稳定

b.面向报文，IP数据只需简单封装(8字节UDP报头)，减少报头开销

c.无阻塞，宁愿丢弃数据不传，不会造成阻塞延迟

d.支持  一对一，一对多，多对一，多对多 通信

像寄信：

自己完成丢包重发 、消息排序、不能保证信不会丢失、也不能保证信是按顺序寄的

 

② TCP：

特点：

a. 连接，传输数据前要进行三次握手连接，连接断裂之后还要进行四次挥手断开连接，可靠稳定

b. 面向字节流，TCP 并不知道所传输的数据的含义，仅把数据看作一连串的字节序列，它也不保证接收方收到的数据块和发送方发出的数据块具有大小对应关系

c.TCP 提供可靠传输，无差错、不丢失、不重复、按顺序

d.TCP是点对点的连接。一条TCP连接只能连接两个端点。

e.TCP 提供全双工通信，允许通信双方任何时候都能发送数据，发送方设有发送缓存，接收方设有接收缓存。

像通电话：

建立连接之后，互相通话，并且按顺序，丢失的数据包自动重发