西城富阳网站建设,为什么菜市场不可以做网站,南城网站优化公司,企业培训课程开发文章目录计算机网络第一章 计算机网络参考模型1.计算机网络为什么需要分层#xff1f;1.1 分层思想1.2 分层好处2.OSI七层模型2.1 OSI七层模型总结2.2 OSI七层工作原理2.3 数据封装与解封装2.4 计算机网络常用协议3.TCP/IP参考模型3.1 什么是TCP/IP协议3.2 TCP/IP协议族的组成…
文章目录计算机网络第一章 计算机网络参考模型1.计算机网络为什么需要分层1.1 分层思想1.2 分层好处2.OSI七层模型2.1 OSI七层模型总结2.2 OSI七层工作原理2.3 数据封装与解封装2.4 计算机网络常用协议3.TCP/IP参考模型3.1 什么是TCP/IP协议3.2 TCP/IP协议族的组成3.3 OSI模型 vs TCP/IP模型4.补充知识点4.1 SCTP流控制协议4.2 端到端和点到点有何区别计算机网络
第一章 计算机网络参考模型
1.计算机网络为什么需要分层
1.1 分层思想 将复杂的流程分解为几个功能相对单一的子过程 整个流程更加清晰复杂问题简单化 更容易发现问题并针对性的解决问题
1.2 分层好处
1各层之间是独立的 某一层并不需要知道它的下一层是如何实现的而仅仅需要知道该层通过层间的接口即界面所提供的服务。
2灵活性好 当任何一层发生变化时只要层间接口关系保持不变则在这层以上或以下各层均不受影响。
3结构上可分割开 各层都可以采用最合适的技术来实现。
4易于实现和维护 这种结构使得实现和调试一个庞大而又复杂的系统变得易于处理。
5能促进标准化工作 每一层的功能及其所提供的服务都已有了精确的说明。
2.OSI七层模型
2.1 OSI七层模型总结
OSI七层模型功能总结如下所示 OSI模型特点如下
1OSI模型每层都有自己的功能集
2层与层之间相互独立又相互依靠
3上层依赖于下层下层为上层提供服务。
2.2 OSI七层工作原理 物理层是参考模型的最低层为数据端设备提供传输数据的通路传输数据的单位是“比特流”主要设备中继器、集线器等
数据链路层在物理层的基础上建立数据链路连接将比特流转变为逻辑传输线路传输的数据单位是“帧”并具有差错校验和数据传输排序功能主要设备交换机等
网络层就是管理连接方式和逻辑地址的选择逻辑地址即IP地址以数据包的形式传输主要设备路由器
传输层用协议端口号服务进程为用户提供可靠的服务端口并且进行流控及时将网络进行中断也可以保证数据不用重复上传只需上传未成功部分以数据段的形式传输主要设备防火墙
会话层在两者服务之前需要提前建立连接即会话层并且管理、终止会话
表示层定义传递信息的语法和语义如代码转换、格式变换等使不同的终端可以表示
应用层直接面向用户的程序或者服务。
2.3 数据封装与解封装 假设终端设备PC1发送邮件给终端设备PC2
数据封装过程首先PC1发送的邮件数据经过应用层封装此时的数据称为协议数据单元PDU应用层将封装好的数据传递给传输层进行处理传输层收到消息后添加UDP报文头或者TCP报文头指定源端口号和目的端口号此时的数据称为数据段segment传输层将封装好的数据传递给网络层处理网络层收到消息后添加IP报文头指定源IP地址和目的IP此时的数据称为数据包Packet网络层将封装好的数据传递给数据链路层处理数据链路层收到消息后添加以太网数据帧报文头指定源MAC地址和目的MAC地址这时的数据称为数据帧Frame数据链路层封装好的数据传递给物理层处理最后帧被转为比特流通过网络介质传输到PC2。
数据封装过程如下图所示
**数据解封装过程**终端设备PC2收到PC1发送的数据后对报文自底向上逐层进行解封装PC2通过传输介质收到PC1发到的比特流首先将比特流转换为数据帧得到源MAC为PC1数据链路层封装的目的MAC地址为PC2的数据帧;由于目的MAC是终端设备PC2自身因此接收该数据帧并将该数据帧解封装上传给网络层处理网络层收到源IP为PC1、目的IP为PC2的数据包;由于目的IP与自身相同因此接收该数据包并将IP报文头解封装传递给传输层处理传输层收到源端口号为PC1、目的端口号为PC2的数据段;由于目的端口是自己因此接收数据段并将UDP报文或IP报文头解封装传递给应用层处理应用层收到数据后解封装就可以得到PC1发来的邮件信息。
数据解封装过程如下图所示 **总结**封装和解封装的概念可以使用生活中寄快递取快递的事情进行类比中间的传输介质就是物流公司寄快递的时候把物品包装起来取快递的时候需要拆包裹分别对应的就是数据的封装和解封装过程源/目的端口号类比寄件人/收件人、源/目的MAC地址类比寄件人地址/收件人地址。 2.4 计算机网络常用协议
计算机网络常用协议名称及端口号汇总如下所示 各层常用协议 物理层IEEE 802.3有线局域网、IEEE802.11无线局域网标准 数据链路层点对点协议Point-to-Point Protocol PPP协议是目前广域网上应用最广泛的协议之一它的优点在于简单、具备用户验证能力、可以解决IP分配等。 网络层IP协议Internet Protocol网际协议而IP协议由以下四个子协议构成 (1)ARP地址解析协议 根据IP地址获取物理MAC地址 (2)RARP逆地址解析协议 是根据物理MAC地址获取IP地址的协议 (3)ICMP网际控制报文协议ping 网络连通性检测 (4)IGMP网际组管理协议组播协议该协议运行在主机和组播路由器之间 单播1对1发消息 组播只对一部分人发消息 广播对所有人发消息 传输层TCP(传输控制协议)是可靠协议安全性高、速度慢UDP用户数据报协议是不可靠协议安全性不高速度快。 应用层主要包括以下11中协议 1HTTP超文本传输协议是一个简单的请求-响应协议现在主要的场景是web服务就是网页的传输使用TCP的80端口 2HTTPs是以安全为目标的 HTTP 通道在HTTP的基础上通过传输加密和身份认证保证了传输过程的安全性使用TCP的443端口 3FTP文件传输协议FTPfile File Transfer Protocol提供交互式的访问允许客户指明文件的类型与格式并允许文件具有存取权限使用TCP的21端口 4SMTP简单邮件传输协议一组用于从源地址到目的地址传送邮件的规则并且控制信件的中转方式用于邮件的发送使用TCP的25端口 5POP3邮局协议版本3用于邮件的接收使用TCP的110端口 6telnet远程登陆协议一种字符模式的终端服务可以使用户通过网络进入远程主机或网络设备然后对远程主机或设备进行操作使用TCP的23端口 7ssh安全的远程登陆协议使用TCP的22端口 8TFTP简单文件传输协议是一个小而易于实现的文件传送协议TFTP只支持文件传输不支持交互没有庞大的命令集。也没有目录列表功能以及不能对用户进行身份鉴别使用UDP的69端口 9SNMP简单网络管理协议是专门设计用于在 IP 网络管理网络节点服务器、工作站、路由器、交换机及HUBS等的一种标准协议使用UDP的161端口 10DNS 域名解析系统将域名和IP地址相互映射使用TCP和UDP的53端口 11DHCP动态主机配置协议是一个局域网的网络协议。指的是由服务器控制一段IP地址范围客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码分配ip地址,使用UDP的67和68端口 3.TCP/IP参考模型 3.1 什么是TCP/IP协议 TCP/IP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。 3.2 TCP/IP协议族的组成 3.3 OSI模型 vs TCP/IP模型
OSI参考模型 与TCP/IP模型的区别如下所示
相同点
1OSI 参考模型与 TCP/IP 参考模型都采用了层次结构。 2 都能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制。
不同点
1OSI采用七层模型 TCP/IP 是四层或五层结构。 2TCP/IP 参考模型没有对网络接口层进行细分只是一些概念性的描述 OSI 参考模型对服务和协议做了明确的区分。 3OSI 参考模型虽然网络划分为七层但实现起来较困难。TCP/IP 参考模型作为一种简化的分层结构是可以的。 4TCP/IP 协议去掉表示层和会话层的原因在于会话层、表示层、应用层都是在应用程序内部实现的最终产出的是一个应用数据包而应用程序之间是几乎无法实现代码抽象共享的这也就造成 OSI 设想中的应用程序维度的分层是无法实现的。
4.补充知识点
4.1 SCTP流控制协议 SCTP(Stream Control Transmission Protocol)流控制传输协议,是对TCP和UDP协议的提升既提供了UDP协议不可靠的消息传输方式同时又具有TCP协议的可靠性、顺序传输和拥塞控制功能并且还提供了多宿主和冗余路径的功能从而提高弹性和可靠性。TCP和UDP最大的不同是TCP是可靠的TCP提供了通过 Internet 可靠地传输数据的方法。但是TCP为了保证可靠的数据传输对传输做了一些限制如严格要求数据传输的顺序需要额外为数据流添加标记、优化并合并数据包容易收到DOS攻击。SCTP的两大特点 1面向消息的Message-based 2传输系列消息 如何理解TCP和SCTP包的不同 当客户端以TCP协议向服务器端发送多条消息时为了提升传输效率TCP会将这些不同作用小的数据放到同一个TCP包中。在服务器端接收的过程中也是一次收取这个TCP包中的所有数据然后由应用程序本身来进行TCP包中底层数据的拆分。 对于SCTP包来说一个SCTP包中可以包含多个data chunks不同的data chunks可以包含不同用户的不同消息因为SCTP包已经对不同的消息进行了区分所以对于服务器端的读取来说就相对容易很多。
4.2 端到端和点到点有何区别
网络层及以下的通信为点对点通信主要解决主机到主机的通信问题。传输层的通信为端到端通信为应用层实体进程)提供端到端的通信功能保证了数据包的顺序传送及数据的完整性。
