计算机网络参考模型与子网划分

目录

一、OSI七层参考模型

物理层

数据链路层

网络层

传输层

会话层

表示层

应用层

二、OSI模型与TCP/IP模型

1）OSI模型：

2）TCP/IP四层模型：

3）TCP/IP五层模型：

4）TCP/IP协议族的组成

三、数据封装/解封装过程

（1）封装过程

（2）解封装过程

四、设备与层对应关系

五、子网划分

（1）IP地址是什么

（2）IP地址有两部分组成：

①公网

②私网

总结：

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一、OSI七层参考模型

物理层

• 建立、维护、断开物理连接。（由底层网络定义协议）
• 机械、电子、定时接口通信信道上的原始比特流传输
• TCP/IP 层级模型结构，应用层之间的协议通过逐级调用传输层、网络层和物理数据链路层而可以实现应用层的应用程序通信互联。

数据链路层

• 数据帧封装结构
• 源地址和传输目的方的物理地址
• 数据校验功能

网络层

• 数据包封装结构
• 源地址和传输目的方的逻辑地址
• 根据包头的逻辑地址选路

传输层

• 用户进程间的通信
• 承上启下

会话层

• 建立、管理、终止会话。
• 不同机器上的用户之间建立及管理会话
• 对应主机进程，指本地主机与远程主机正在进行的会话

表示层

• 数据的表示、安全、压缩。
• 信息的语法语义以及他们的关联，如加密解密、转换翻译、压缩解压

应用层

• 网络服务与最终用户的一个接口
• 各种应用程序协议

问题：端到端和点到点通信有何区别？

端到端通信是针对传输层来说的，传输层为网络中的主机提供端到端的通信。因为无论tcp还是udp协议，都要负责把上层交付的数据从发送端传输到接收端，不论其中间跨越多少节点。只不过tcp比较可靠而udp不可靠而已。所以称之为端到端，也就是从发送端到接收端。

点到点通信是针对数据链路层或网络层来说的，因为数据链路层只负责直接相连的两个节点之间的通信，一个节点的数据链路层接受ip层数据并封装之后，就把数据帧从链路上发送到与其相邻的下一个节点。

举个例子来说，一个包裹从北京发往上海，可以走海陆空三种方式，在三种方式中又有不同线路的选择，端对端通信表达的是从北京到上海这一个整体，而点对点通信则是将北京发往上海这个路程拆分成了一个城市对接一个城市，从而关注不同城市之间的链接。

二、OSI模型与TCP/IP模型

1）OSI模型：

2）TCP/IP四层模型：

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。

3）TCP/IP五层模型：

• 应用层的主要协议有HTTP、FTP、SMTP、SNMP等，是用来接收来自传输层的数据或者按不同应用要求与方式将数据传输至传输层；
• 传输层的主要协议有UDP、TCP，是使用者使用平台和计算机信息网内部数据结合的通道，可以实现数据传输与数据共享；
• 网络层的主要协议有ICMP、IP、IGMP、ARP、RARP，主要负责网络中数据包的传送等；
• 数据链路层，则是由底层网络定义的协议。

4）TCP/IP协议族的组成

TCP/IP协议在一定程度上参考了OSI的体系结构。OSI模型共有七层，但是比较复杂，所以在TCP/IP协议中，它们被简化为了四个层次：

1. 应用层、表示层、会话层三个层次提供的服务相差不是很大，所以在TCP/IP协议中，它们被合并为应用层一个层次
2. 运输层和网络层对应计算机设备中的防火墙和路由器，在TCP/IP协议中将他们单独出来
3. 因为数据链路层和物理层的内容相差不多，所以在TCP/IP协议中它们被归并在网络接口层一个层次里。

三、数据封装/解封装过程

（1）封装过程

数据从上层向下层传递时，每一层会添加头部信息：

        应用层数据 → 传输层添加TCP头部 → 网络层添加IP头部 → 数据链路层添加MAC头部 → 物理层转换为比特流。

（2）解封装过程

数据从下层向上层传递时，逐层解析头部信息并移除，最终还原为原始数据

四、设备与层对应关系

五、子网划分

（1）IP地址是什么

    IP地址就是在网络中设备的唯一标识， 相当于“网络地址”。每一个连接互联网的设备 都有一个IP地址，用于在网络中进行数据传输和通信。

（2）IP地址有两部分组成：

    ① 网络号（网络ID ）  表示所在的网络
    ② 主机号（主机ID）  表示该网络中的具体的设备
    比如 ： 192.168.10.10
    网络号： 192.168.10
    主机号： 10

国际上把IPV4地址分为五类，分别是ABCDE类

①公网

                  范围地址                                        默认子网掩码                        用途

A类：1.0.0.0~126.255.255.254                        255.0.0.0                             大型网络

B类：128.0.0.0~191.255.255.254                    255.255.0.0                         中型网络

C类：192.0.0.0~223.255.255.254                    255.255.255.0                     小型网络

D类：224.0.0.0~239.255.255.254                                                                组播

E类：240.0.0.0~255.255.255.254                                                                网络研究

②私网

    A  10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
    B  172.16.0.0 ~ 173.31.255.255
    C  192.168.0.0 ~ 192.168.255.255
 

总结：

此次讲解了OSI模型与TCP/IP模型，重点了解OSI七层模型的各个层级和对应的相关功效，了解TCP/IP模型中的数据封装解封装过程，普及了子网划分相关知识。