计算机网络基础

原创已于 2022-09-06 18:43:44 修改 · 1.3k 阅读

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#网络 #tcp/ip #linux

于 2022-09-03 13:12:06 首次发布

本文详细解读了网络分层的层次划分方法，探讨了OSI七层模型和TCP/IP模型的区别，介绍了端口号的作用，并剖析了数据封装与解封装过程。重点讲解了各层功能和协议，适合深入理解网络通信机制。

一、分层

1、层次划分的方法

网络的每层应当具有相对独立的功能（便于排错）这个功能用不了必然是你这层处理问题
梳理功能之间的关系，使上一个功能可以实现为另一个功能提供必要的服务，从而形成系统的层次结构，环环相扣（紧密联系）
为提高系统的工作效率，相同或相近的功能仅在一个层次中实现，而且尽可能在较高的层次中实现
每一层只为相邻的上一层提供服务

2、层次划分的优点

各层之间相互独立，每一层只实现一种相对独立的功能，使问题复杂程度降低，利于针对解决问题
灵活性好，各层内部的操作不会影响其他层
结构上可分割开，各层之间都可以采用最合适的技术来实现
易于实现和维护，因为整个系统已被分解成相对独立的子系统
能促进标准化工作，因为每一层的功能及其提供的服务都有了精确的说明

二、OSI七层模型

互联网的本质就是一系列的网络协议，这个协议就叫OSI协议（一系列协议），按照功能不同，分工不同，人为的分为七层。实际上这个七层是不存在的。没有这七层的概念，只是人为的划分而已。区分出来的目的只是让你明白哪一层是干什么用的。

OSI 7层模型
层次模型	含义作用	数据单元	主要设备
应用层	网络服务与最终用户的一个接口（用户操作）例如：打开了一个应用QQ、微信等，把人的语言输入到计算机中	消息message
表示层	数据的表示、安全、压缩（把人的语言翻译成计算机能理解的语言）	消息message
会话层	建立、管理、中止会话（例如：打开了4个聊天页面，和多人聊天，建立连接，打开一个个会话通道管理电脑和电脑连接，建立连接通道）	消息message
传输层	定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验（定义我怎么传输数据传输的方式 TCP慢、安全、稳定 UDP快、不稳定、不安全）	数据段segment	防火墙
网络层	定义逻辑地址、实现不同网络之间的寻址，理论选择转发数据的最佳路径（根据ip地址选择数据传输最佳路径）	数据包packet	路由器
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（交换机网卡）（检验mac地址，检验数据完整性）	数据帧frame	交换机
物理层	建立、维护、断开物理连接（转换成bit流）	数据位bit	网卡

三、TCP/IP模型

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇，只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。

TCP/IP 4层模型（思科）
TCP/IP 5层模型（华为）

OSI参考模型与TCP/IP模型都采用了分层体系结构，将庞大而复杂的问题转化为着干个较小且易于处理的子问题。不同的是OSl参考模型划分7层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，而TCP/IP参考模型最多划分了5个层次，分别是物理层，数据链路层、网络层、传输层和应用层，将OSI参考模型中的高三层合并为一层统称应用层。在层次结构上，两者都采用了分层体系结构，但是TCP/IP参考模型比OSI参考模型更简化。

TCP/IP协议
模型层	协议	含义
物理层	IEEE802.3有线局域网（以太网）
数据链路层	ppp：点到点协议
网络层	ARP：地址解析协议	是将IP地址转换成物理mac地址的协议
	RARP：逆地址解析协议	是根据物理mac地址转换成IP地址的协议
	ICMP：网际控制报文协议	ping 网络连通性检测检测网络连通性
	IGMP：网际组管理协议	一个组播协议，该协议运行在主机和组播路由器之间
模型层	协议	特点
传输层	TCP ：传输控制协议	慢，可靠，稳定，安全
传输层	UDP：用户数据报协议	快，不可靠，不稳定，不安全
模型层	协议	端口号
应用层	HTTP：超文本传输协议	80端口	TCP
	HTTPs：超文本传输安全协议加密	443端口	TCP
	FTP：文件传输协议	20端口 21端口	TCP
	TFTP：简单文件传输协议	69端口	UDP
	SNMP：简单网络管理协议	161端口	UDP
	SMTP：简单邮件传输协议	25端口	TCP
	telnet：远程登陆协议明文	23端口	TCP
	ssh：安全的远程登陆协议加密	22端口	TCP
	DNS ：域名解析系统	53端口	TCP和UDP
	DHCP：动态主机配置协议	67端口 68端口	UDP