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OSI七层参考模型与TCP/IP五层参考模型、数据的封装、网络服务的讲解

程序员文章站 2022-05-12 13:20:25
将复杂的流程分解为几个功能相对单一的子过程就叫分层思想;OSI七层参考模型是:应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。TCP/IP五层参考模型:应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。...

1.网络的分层思想

概念:
将复杂的流程分解为几个功能相对单一的子过程就叫分层思想;
作用:
使整个流程更加清晰,复杂问题简单化;
更容易发现问题并针对性的解决问题。

2.OSI七层参考模型

2.1OSI参考模型的分类和功能

OSI七层 功能
应用层 连接网络服务与最终用户的一个接口 ,具有文件传输与服务,虚拟终端等作用
表示层 数据的表示、安全和压缩
会话层 建立、管理和中止会话即建立或解除与其他接点的联系
传输层 定义传输数据的协议端口号,提供端对端接口,进行流控和差错校验
网络层 进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择,为数据包选择路由
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
物理层 建立、维护、断开物理连接;以二进制数据形式在物理媒介上传输数据

2.2协议的组成

OSI七层 TCP/IP协议
应用层 TFTP,HTTP,SNMP,FTP,SMTP,DNS,Telnet
表示层 没有协议
会话层 没有协议
传输层 TCP,UDP
网络层 IP,ICMP,RIP,OSPF,BGP,IGMP
数据链路层 SLIP,CSLIP,PPP,ARP,RARP,MTU
物理层 ISO2110,IEEE802,IEEE802.2

注意:数据链路层和物理层用到的协议都是由底层网络定义的。

3.TCP/IP五层参考模型

TCP/IP层 功能 网络设备 PDU
应用层 支持各种网络应用 计算机 数据(message)
传输层 进程和进程之间的数据传输 防火墙 数据段(segment)
网络层 源主机到目的主机的数据分组路由与转发 路由器、三层交换机 数据包(packet)
数据链路层 把网络层传下来的数据报组装成帧 网桥(使用较少)、二层交换机、网卡 数据帧(frame)
物理层 比特传输,以二进制数据形式在物理媒介上传输数据 中继器、集线器 比特流(bits)

注意:网卡是一半工作在物理层、一半工作在数据链路层;我们通常说的双绞线是工作在物理层
PDU :指协议数据单元

4.数据的封装与解封装

数据封装的过程如下:自上而下的方向
OSI七层参考模型与TCP/IP五层参考模型、数据的封装、网络服务的讲解

数据解封装的过程:自下而上的的方向
OSI七层参考模型与TCP/IP五层参考模型、数据的封装、网络服务的讲解
注意:此处数据的封装和解封过程模型只针对TCP/IP模型

5.TCP协议与UDP协议

5.1TCP协议

工作原理:
TCP传输协议将报文划分为较小的片段,称为数据段;
数据段按顺序编号;
如果发送方在规定的时间内未收到确认,则会认为数据段已经丢失并重新传输。
特点:
具有数据确认重传的机制、
TCP确保数据传送无误的典型应用实例:
FTP和HTTP

5.2UDP协议

UDP不需要确认接收,是效率最高的传送机制。无确认重传机制;
UDP是音频流、视频流和IP语言(VoIP)之类应用程序的首选。

5.3TCP与UDP的相同点与不同点

相同点:
它们均工作在传输层,为数据的传输提供服务;
区别:
TCP协议面向连接,传输可靠,能传输大量的数据,但传输速度较慢;
UDP协议面向无连接,传输不可靠,但传输效率高,速度快且无确认重传机制。

6.常用的网络服务

常用的网络服务有:DNS服务,Telent服务,电子邮件服务,DHCP服务,Web服务,FTP服务;
它们的作用以及使用的端口号如下:

网络服务 作用 端口号
DNS服务 提供网站的IP地址或域名,以便主机能与其连接 53号
Telnet服务 允许管理员从远程位置登录到主机,然后以如同本地登录的方式控制主机的服务 23号
电子邮件服务 使用简单邮件传输协议(SMTP)、邮局协议(POP3)或Internet邮件访问协议(IMAP),用于从客 户端通过Internet向服务器发送电子邮件,需以user@xyz格式指定收件人 25号(SMTP)、110号(POP3)、143号(IMAP4)
DHCP服务 动态主机配置协议,为客户分配IP地址、子网掩码、默认网关和其他信息服务 67号,68号端口
Web服务 超文本传输协议(HTTP),用于在Web客户端和Web服务器之间传输信息 80号,443号(HTTPS)
FTP服务 供客户端和服务器之间下载和上传文件的服务 20号,21号

注意:只有TFTP服务、SNMP服务和DHCP服务属于传输层的UDP协议,其他的属于传输层的TCP协议;
使用TCP或UDP传送报文时,所需要的协议和服务由端口号标识。

7.端口号的介绍

端口号的范围介于1~65535之间。端口号划分有三个类别,分别为:公认端口、注册端口、私有端口。
它们对应的端口号如下:
公认端口:与通用网络应用程序相关联的目的端口称为公认端口。这些端口的方位从1到1023;
注册端口:端口1024到49151可作为源端口或目的端口使用。组织可使用这些端口注册即时消息等应用程序;
私有端口:端口49152到65535通常作为源端口使用。

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