本文主要是介绍玄子Share-计算机网络参考模型,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
玄子Share-计算机网络参考模型
分层思想
利用七层参考模型,便于在网络通信过程中,快速的分析问题,定位问题并解决问题
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将复杂的流程分解为几个功能相对单一的子过程
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整个流程更加清晰,复杂问题简单化
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更容易发现问题并针对性的解决问题
计算机网络介绍
计算机网络是指一组计算机或网络设备通过有线或者无线连接起来,按照一定的规则,进行通信的集合
覆盖范围分类
- 广域网(WAN):覆盖范围是国家之间
- 城域网(MAN):覆盖范围是城市之间
- 局域网(LAN):覆盖范围是家庭、公司或校园内的网络
应用范围分类
- 公用网(电信、联通、移动)
- 专用网(校园网、企业网)
OSI 七层参考模型
国际标准化组织(ISO)1984年颁布了开放系统互连(OSI)参考模型,一个开放式体系结构,将网络分为七层
分层 | 功能 | 交换单元 |
---|---|---|
应用层 | 网络服务与最终用户的一个接口 | APDU |
表示层 | 数据的表示、安全、压缩 | PPDU |
会话层 | 建立、管理、中止会话 | SPDU |
传输层 | 定义传输数据的协议端口号,以及流控和差错校验 | 报文(数据段,Segment) |
网络层 | 进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择 | 分组(数据包,Packet) |
数据链路层 | 建立逻辑连接,进行硬件地址寻址,差错校验等功能 | 数据帧(Frame) |
物理层 | 建立、维护、断开物理连接 | 比特流(Bit) |
物理层
物理层(Physical Layer)的主要功能是完成相邻节点之间原始比特流的传输
- 用于建立、断开、维护物理连接
- 以比特流的方式进行数据传输,传输信号使用0和1表示
- 可以数据双向传输(收发数据可以同时进行,即数据的双向传输)
- 对应设备:网卡
数据链路层
数据链路层(Data Link Layer)负责将上层数据封装成固定格式的帧
- 把传输的数据帧进行封装和解封装,数据链路层传输的数据称为数据帧
- 数据帧封装的地址:源MAC地址、目标MAC地址
- 数据校验功能
- 对应设备:交换机
网络层
网络层(Network Layer)的主要功能是实现数据从源端到目的端的传输
- 把传输的数据包进行封装和解封装,网络层传输的数据称为数据包
- 数据包的地址:源IP地址、目标IP地址
- 根据包头字段中的地址进行选路(路由器中的路由表进行数据包的转发)
- 对应设备:路由器
传输层
传输层(Transport Layer)的主要功能是实现网络中不同主机上用户进程之间的数据通信
- 实现用户进程间通信,如:在计算机上安装QQ进程
- 承上启下,呈上:对应的会话层或应用层,启下:对应的网络层
- 对应设备:防火墙
会话层
会话层(Session Layer)允许不同机器上的用户之间建立会话关系
- 建立用户间的会话关系
- 对应设备:计算机/应用程序
表示层
表示层(Presentation Layer)用于完成某些特定功能,对这些功能人们常常希望找到普遍的解决方法,而不必由每个用户自己来实现
- 定义传输数据的标准格式(语法和语义)
- 对传输的数据进行压缩解压缩、加密解密、编码解码
- 对应设备:计算机/应用程序
应用层
联网的目的在于支持运行于不同计算机上的进程之间的通信,而这些进程则是为用户完成不同任务而设计的
- 提供与用户的接口(定义两端使用统一程序接口)
- 对应设备:计算机/应用程序
OSI 每层的名称及作用
- 物理层:通过网卡,网线完成比特流传输
- 数据链路层:将上层数据封装成固定的帧格式(MAC地址头部)
- 网络层:将数据包从源地址准确无误的转发到目的地址
- 传输层:实现数据网路中不同主机上用户进程之间的数据通信
- 会话层:建立用户之间的会话连接,以便于数据的传输
- 表示层:在传输数据时,实现对数据的加密解密,压缩解压等功能
- 应用层:发送方与接收方在不同的计算机上通过进程实现数据的传输
TCP/IP 五层模型
OSI 与 TCP/IP
-
OSI 七层参考模型,是一种理论参考模型,也称为
经典模型
-
实际应用中,采用是 TCP/IP 五层模型,即把会话层、表示层、应用层合并为一层
应用层
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OSI 七层参考模型是由 TCP/IP 五层模型演进而来的
TCP/IP 协议族的组成
分层 | 协议 |
---|---|
应用层 | HTTP,FTP,TFTP,SMTP,SNMP,DNS |
传输层 | TCP,UDP |
网络层 | ICMP,IGMP,IP,ARP,RARP |
数据链路层,物理层 | 由底层网络定义的协议 |
TCP/IP 每层对应的协议
-
网络层
- IP(网际协议)
- ARP(地址解析协议)
- RARP(逆地址解析协议)
- ICMP(网际控制报文协议)
- IGMP(网际组管理协议)
-
传输层
- TCP(传输控制协议)
- UDP(数据报文协议)
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应用层
- HTTP(超文本传输协议)
- HTTPS(安全的超文本传输协议)
- FTP(文件传输协议)
- SMTP(简单邮件传输协议)
- DNS(域名解析协议)
TCP/IP 五层模型每层对应的设备
- 物理层:网卡,网线
- 数据链路层:交换机
- 网络层:路由器
- 传输层:防火墙
- 应用层:计算机应用程序
TCP/IP 封装与解封装的过程
发送方到接收方:数据封装过程从高到低
- 应用层:上层数据
- 传输层:TCP头部+上层数据
- 网络层:IP头部+TCP头部+上层数据
- 数据链路层:MAC头部+IP头部+TCP头部+上层数据
- 物理层:转换为比特流通过网卡在网线中传输到接收方
接收方到发送方:数据解封过程从低到高
- 物理层:通过网卡网线接收发送方数据
- 数据链路层:去掉 MAC 头部:IP 头部+TCP 头部+上层数据
- 网络层:去掉 IP 头部:TCP 头部+上层数据
- 传输层:去掉:TCP 头部:上层数据
- 应用层:还原成上层数据,通过计算机应用程序接收
TCP 与 UDP 两种协议的区别
- 应用场景
- TCP协议:应用于外部网络,即
Internet 互联网
,主要应用于大型网络服务,如Web服务,数据服务,邮件服务 - UDP协议:应用于内部网络,即
公司网络
,主要用于及时通信软件
- TCP协议:应用于外部网络,即
- 安全性
- TCP协议:通过三次握手,四次挥手,以确保数据传输的安全
- UDP协议:在数据传输过程中,不进行数据安全的校验,所以数据传输过程中安全性低
- 传输效率
- TCP协议:传输数据慢,效率较低
- UDP协议:传输数据快,效率高
TCP/IP 每层对应的交换单元
- 应用层:上层数据
- 传输层:数据段
- 网络层:数据包
- 数据链路层:数据帧
- 物理层:比特流
玄子Share-计算机网络参考模型 2024-02-25
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