OSI参考模型与TCP/IP协议栈IP编址，VLSM以及CIDR（2017年10月16日 11:54:21）

一、OSI以及TCP/IP协议栈：

常见的四个

现在常用的只有两个：TCP/IP、OSI

一组协议组合在一起-------协议栈。每一个法规对应就是一条协议。

ISO：国际标准化组织     定义了一套所有组织都要遵守的协议：OSI（开放式系统互联）

下层协议为上层协议提供服务，下层的功能为解决上层的问题。

 应用层：最高层，不为下层提供服务，（应用层包含的是直接为应用程序提供网络连接服务的功能模块（协议））

　　　　平台：PC MAC IOS Andorid

 网络为应用提供数据传输服务。

表示层：尝试在不通平台之间进行通讯前的协商，进行加密解密算法等。增加传输的成功率，避免乱码的可能性。

为了表示层能顺利进行协商，需要先在网络中建立会话。

应用程序之间的连接（网络中的连接）---会话。

负责建立会话的协议是会话层。被集成在应用程序中。

应用程序总会包含三层协议，分别是应用层、表示层、会话层。

会话层建立会话---表示层进行协商双方都能支持的数据表示形式，协商完毕，在基于没有乱码的情况下---应用层协议再用我们这个应用程序基于网络来进行真实的数据传输。

 上三层的功能基本集成在操作系统中，集成在应用程序中，所以上三层也叫操作系统层，也统称为应用层。

跟上三层关联比较多的是系统工程师。Linux等。

网络工程师关注的是数据的传输。下四层。

传输层：转发数据，当前网络连接所使用的是Ethernet（以太网）链路。为了保证数据流成功背借口发出来，先必须做切片，把数据流切成若干个分片，保证每个分片的大小满足MTU的限制。MTU 限制了发送的数据的大小为1500Byte。

传输层做的第一件事就是数据流的切片（数据切片）。

MSS（最大分片大小）

在四层添加报头，叫四层报头，也叫传输层报头。包含标识源目应用程序的源目端口号。

每一个数据分片添加数据报头，（四层报头|数据分片）叫做数据段（segment）。由于没有地址信息，所以无法被发送。

数据段会被传输层的协议交给网络层处理。21.30

网络层会在数据段的基础上再添加一层报头。   （三层报头|四层报头|数据分片）-------数据包packet，三层报头中包含了源目地址信息。

因为交换机是二层设备，所以三层报头的数据包不能被转发，所以在数据包的前提下，添加新的封装：

二层报头|三层报头|四层报头|数据分片|帧校验序列-----------数据帧 Frame

数据帧会被数据链路层协议交给物理层来处理，物理层会把数据帧直接分解成bit，然后把bit转换成脉冲信号。再把脉冲信号通过屋里介质发送出去。

接收者收到的是脉冲信号，物理层把脉冲信号转换成bit交给数据链路层处理，数据链路层查看帧头的目的MAC地址，查看帧尾的FCS，确定这个帧是完整的，并且确定帧的目的MAC地址是自己后，去掉帧头帧尾，然后交给网络层处理，网络层查看三层报头的目的IP，确定去往的对象，去掉三层报头，交给四层。四层查看目的端口，看流量是发送给哪个应用程序，去掉四层的报头，然后把这若干的分片重新组成数据流，再把数据流交给应用程序处理，这个时候应用程序就会显示出源发送来的信息。---------------OSI定义的功能。

OSI太过严谨，分层细致，但是功能添加，升级换代比较慢。

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TCP/IP：网络接口层---网络层（因特网（Internet）层）---传输层（主机到主机（Host to Host）层）---应用层

OSI与TCP/IP的关系对比：

OSI的上三层对应的是TCO/IP的应用层；传输层对应传输层；网路层对应网络层；数据链路层和物理层对应网络接口层。

不同之处：

1、协议不一样。

2、封装不一样。OSI逐层封装，经过3次封装。

　　　　　　　　TCP/IP认为封装为跃层封装（随性封装）。eg：    Ethernet2 | IPV4|TCP|HTTP|FCS、 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　      Layer2|ipv4|OSPF|FCS

ARP：控制层面机制，ARP直接封装在以太网2，后面直接封装FCS：Ethernet|ARP|FCS

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SIP: 护照号 （全球唯一），三层地址能在整个internet范围内唯一地标识一个地址。

DIP:

SMAC: 身份证号（国内唯一），二层地址，只能在一个范围内标识一个地址。 一个广播域内。

DMAC:

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Ip:

Internet Protocol  因特网协议  IPV4   IPV6

IPV4定义了3层报头与3层地址。

IP地址标识接口（Node）， 有MAC与IP等。

只有以太网接口才有MAC地址。MAC只能在一个网络内去标识一个节点，在一个广播域内表示一个PC。

IP：也叫3层地址，协议地址，逻辑地址。任何类型的网卡都拥有。只需要用于3层的功能，就能用于IP地址。（比如：路由器接口、PC接口、服务器接口、串口。。。。。）

交换机、集线器不是3层接口。

3层地址：点分十进制 有32bit，X.X.X.X   8bit*4　　

二进制与十进制的转换。二进制到十进制用加法，十进制到二进制用减法。

IPV4地址每段只有8bit，所以取值范围是0-255。255.255.255.255

1、手工配置。

2、自动获悉，其中IPV4中为DHCP（动态主机获取协议）。

高位：网络位，描述PC所属的广播域，每一个广播域对应一个独立的网络位。

低位：主机位，在一个广播域内定义某一个节点。

IANA购买IP，购买一段IP。

IP地址被分为了5类（A、B、C、D、E）其中E类被保留，仅供实验室使用，真是网络环境中是用不了E类地址的。

D类地址是主播地址。主要是研究主A、主B、主C。

首字节规则，看左边8bit的值来确定地址是属于哪一类。

IP地址每一段有8bit。

主A：最左边（8bit）这个值的取值范围必须以0开头，后面的7位值可以为任意的这个地址。

主A类的取值范围：后7位的值为0，那么最高位的字节值是0；后7位值为1，最高位的值就是127。

0-127（255-128）；0不能使用。127也不能使用。（1-126可以使用，前8位网络位，后24位是主机位，前8位是固定的，后面能用的地址有：2的24次方-2；主机位全0的地址与主机位全1的地址不能使用，主机位全0的地址叫：前缀（网络号），是为网络所配置的；主机位全1的地址：称为子网广播地址，也叫定向广播地址，泛指主机位全1的地址，也叫广播地址。）

127.0.0.1：换回地址。ping127.0.0.1：通的时候证明你的TCP/IP协议栈已经安装正确（网卡驱动安装OK）。

255.255.255.255的叫全向广播----影响的是发送者在内的广播域内的其他节点。

0.0.0.0叫定向广播，发送者与接收者不在同一个广播域内。

主A类地址最贵

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如果在一个路由表中看到一条路由所有位都为0（0.0.0.0），那么这条路由叫缺省路由，也叫默认路由。使用这条路由能转发去往任何目的地的任何数据。

3层报头的源IP地址字段看到全0，那代表未指定地址（此时此刻还不知道地址是什么，但是需要发送数据，这样的情况下就会把3层报头的源IP设为全0，全0代表此时此刻还不清楚的路由。）。

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B类地址：

最左边的两位恒为10，10xxxxxx，取值范围是：128-191（后面6位都为0--后面6位都为1）

所有地址都可以使用。前16位是网络位，后16位是主机位。能使用的地址有2的16次方-2（65536-2=65534）

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主c类地址：

最左边的3位为：110xxxxx  取值为：192-223  （前24位是网络位，后8位为主机位），有254的地址可用。

给PC配置IP地址的时候，同一广播域内的PC拿到的IP，网络位必须一样，主机位必须不同。不同的广播域内，网络位必须不同，主机位没有可比性。

网络位描述的是在哪个广播域内。

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ipv4为32bit地址，只有42亿左右个地址。

物联网：万物联网。一个网络内最好是包含200-300台计算机。数量过多会影响网络质量。

将同一个主类地址段的不同地址用于不同的广播域。TCP/IP就可以有这个功能。非常DIY，非常随性。

假如eg：有一个地址是11.00000000.0.0（11.0.0.0）

1、当前9位为网络位的时候（11.00000000.0.0）

　　第9位为0的时候：11.0.0.0；第9位为1的时候：11.128.0.0

2、当前10位为网络位的时候：（11.00000000.0.0）

　　当为00的时候：11.0.0.0；当为01的时候：11.64.0.0；为10的时候：11.128.0.0；

　　为11的时候：11.192.0.0  ------------

ip子网化：通过借位的方式，把原本是主机位的地址变为网络位。

子网位：原本是主机位，通过定义成为网络位。

借位的数量为2的X次方。借位的极限是：最起码要给主机留2位（00与11不能用，能用的就只有01，10；10/30位掩码，适用于点对点网络）。

以前叫有类classfull时代，现在叫无类classless时代------------有类与无类的区别是：当在运行动态路由选择协议的时候，路由器直接交互的更新中，能不能携带子网掩码。能携带那就是无类，不能就是有类。

有类协议在运作的过程中，使用FLSM（定长子网掩码）；无类的环境中使用VLSM（不定长子网掩码）。当前使用的都是无类的。使用VLSM能尽量节约IP地址，

 做网络位主机位的标识：子网掩码255.255.255.0；255.255.0.0；255.0.0.0；高位都是1，低位都是0

1匹配的地址为网络位，0匹配的是地址位。

假如一个主B类地址：借5位（借的是第三段的前5位（248））

那么子网掩码为：255.255.248.0

 

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