OSI七层协议和TCP,IP五层协议

OSI七层协议介绍

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

  • tcp/ip四层

    • 应用层
    • 传输层
    • 网络层
    • 网络接口层

  • tcp/ip五层

    • 应用层
    • 传输层
    • 网络层
    • 数据链路层
    • 物理层

  • osi七层

    • 应用层
    • 表示层
    • 会话层
    • 传输层
    • 网络层
    • 数据链路层
    • 物理层

  • tcp/ip四层

    • 应用层
    • 传输层
    • 网络层
    • 网络接口层

  • tcp/ip五层

    • 应用层
    • 传输层
    • 网络层
    • 数据链路层
    • 物理层

  • osi七层

    • 应用层
    • 表示层
    • 会话层
    • 传输层
    • 网络层
    • 数据链路层
    • 物理层

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  • 每层运行常见物理设备

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TCP/IP五层协议

一、物理层

【1】由来

  • 硬件设备 + 光缆

【2】功能

  • 主要是基于电器特性发送高低电压(电信号)，高电压对应数字1，低电压对应数字0

二、数据链路层

【1】由来

  • 单纯的电信号0和1没有任何意义，必须规定电信号多少位一组，每组什么意思

【2】功能

  • 定义了电信号的分组方式

【补充】

（1）以太网协议

  • 早期的时候各个公司都有自己的分组方式，后来形成了统一的标准，即以太网协议ethernet

  • ethernet规定

    • 一组电信号构成一个数据包，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个字节
    • 接收者／目标地址，6个字节
    • 数据类型，6个字节

  • 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

（2）mac地址
  • head中包含的源和目标地址由来：ethernet规定接入internet的设备都必须具备网卡，发送端和接收端的地址便是指网卡的地址，即mac地址
  • mac地址：每块网卡出厂时都被烧制上一个世界唯一的mac地址，长度为48位2进制，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）
（3）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协议获取另外一台主机的mac地址）
  • ethernet采用最原始的方式，广播的方式进行通信，即计算机通信基本靠吼

三、网络层

【1】什么是互联网?

  • 互联网是一种全球性的计算机网络，通过将数十亿台设备、网络和数据中心互相连接的方式实现信息共享。
  • 总结：将计算机连接起来的介质
  • 网卡 + 互联网协议

【2】互联网建立的目的

  • 方便人们在全球范围内进行信息交流和数据交换。
  • 基于互联网的数据交互可以使用户在任何时间、任何地点获取所需的信息和服务，大大提高了信息传递的速度和效率。
  • 总结：基于互联网做数据交互

【3】上网的本质

  • 或服务器进行通信。在这种通信中，用户可以通过发送请求来获取所需的资源，如网页内容、电子邮件、文件等，同时也可以向其他用户提供自己的资源。
  • 基于网线去访问其他计算机的资源

【4】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

【补充】

（1）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，它规定网络地址由32位2进制表示
  • 范围0.0.0.0-255.255.255.255
  • 一个ip地址通常写成四段十进制数，例：172.16.10.1
（2）ip地址分成两部分
  • 网络部分：标识子网
  • 主机部分：标识主机
  • 注意：单纯的ip地址段只是标识了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
（3）子网掩码
  • 所谓”子网掩码”，就是表示子网络特征的一个参数。
  • 它在形式上等同于IP地址，也是一个32位二进制数字，它的网络部分全部为1，主机部分全部为0。
  • 总结一下，IP协议的作用主要有两个，一个是为每一台计算机分配IP地址，另一个是确定哪些地址在同一个子网络。
（4）ip数据包
  • ip数据包也分为head和data部分，无须为ip包定义单独的栏位，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65,515字节。
  • 而以太网数据包的”数据”部分，最长只有1500字节。
  • 因此，如果IP数据包超过了1500字节，它就需要分割成几个以太网数据包，分开发送了。
（5）ARP协议
  • arp协议由来：计算机通信基本靠吼，即广播的方式，所有上层的包到最后都要封装上以太网头，然后通过以太网协议发送，在谈及以太网协议时候，我门了解到通信是基于mac的广播方式实现，计算机在发包时，获取自身的mac是容易的，如何获取目标主机的mac，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：每台主机ip都是已知的
（6）网关
  • 什么是网关：局域网的出口

四、传输层

【1】传输层的由来

  • 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，然后大家使用的都是应用程序，你的电脑上可能同时开启qq，暴风影音，等多个应用程序，
  • 那么我们通过ip和mac找到了一台特定的主机，如何标识这台主机上的应用程序，答案就是端口，端口即应用程序与网卡关联的编号。

【2】传输层功能

  • 建立端口到端口的通信
  • 补充：端口范围0-65535，0-1023为系统占用端口

【3】TCP协议与udp协议

（1）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TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度，以确保单个TCP数据包不必再分割
  • TCP协议是长久而持续的连接
（2）TCP三次握手和四次挥手
  • 三次握手(连接)

第一次：客户端 ---> 服务端发送链接请求

第二次：服务端接收到客户端的连接请求，告诉客户端我是哪个服务端

第三次：客户端受到请求，知道了

  • 四次挥手(断开): 可能服务端还在接受客户端的数据

第一次：客户端说我要断开 (我要挂电话了)

第二次：服务端接收到客户端的请求，开始做最后的处理 (想我可以挂电话吗？)

第三次：向客户端发送请求，说我接受完了，可以断开 (行，挂电话把)

第四次：客户端断开连接 (挂断)

（3）udp协议

  • 不可靠传输，”报头”部分一共只有8个字节，总长度不超过65,535字节，正好放进一个IP数据包。

  • UDP协议是一次性短暂的连接

  • 将数据打包到一起发送给服务端

  • 服务端打包到一起发送给客户端

（4）总结

  • TCP协议：建立一个长久地连接，客户端不断地服务端发送数据，服务端不断地向客户端相应数据

  • UDP协议：我只需要将数据打包一次性全部发给你

五、应用层

【1】应用层由来

  • 用户使用的都是应用程序，均工作于应用层，互联网是开发的，大家都可以开发自己的应用程序，数据多种多样，必须规定好数据的组织形式

【2】功能

  • 规定应用程序的数据格式。
posted @ 2024-01-16 16:18  蓝幻ﹺ  阅读(26)  评论(0)  编辑  收藏  举报