计算机网络OSI参考模型以及TCP/IP协议

Posted 2021-06-07 ‘朱砂痣’、

技能目标：

• 掌握OSI和TCP/IP分层模型的结构
• 理解OSI各层功能
• 掌握数据传输过程
• 理解TCP/UDP协议

分层思想的含义在于能将复杂的流程分解成几个功能相对单一的子过程。
分层思想的作用：1、使整个流程更加清晰，复杂问题简单化     2、更容易发现问题并针对性的解决问题

一、OSI7层模型参考

OSI是国际标准化组织（ISO）在1984年颁布的开放系统互连（OSI）参考模型，是一个开放式体系结构，将网络分为7层

分层	功能
应用层	网络服务与最终用户的一个接口（具体应用）
表示层	数据的表示（格式转换），安全（加密）与压缩
会话层	建立，管理，中止会话
传输层	定义传输数据的协议端口号（端到端传输），以及流控（数据分段）和差错校验
网络层	进行IP地址寻址，实现不同网络间的路径选择（路由选择）
数据链路层	进行Mac地址寻址，差错校验
物理层	建立，维护，断开物理连接（比特流传输）

二、TCP/IP协议簇的组成

应用层	HTTP(超文本传输协议),FTP(文件传输协议),SMTP(简单邮件传输协议) ，SNMP（简单网络管理协议），DNS(域名解析)，TFTP(简单文件传输协议)
传输层	TCP(传输控制协议)、UDP（用户数据报协议）
网络层	ICMP(网间控制报文协议)、IGMP(因特网组管理协议)，RARP（反向地址解析协议）、ARP（地址解析协议已知IP解析mac）IP(网络互联协议)
数据链路层，物理层	由底层网络定义的协议

三、数据分装与解封装过程

1、封装过程

应用层传输过程：在应用层的时候，将各种各样的信息转换成二进制数据

传输层传输过程：将上层数据分成一个个的数据段，并且在每个数据段加一个TCP报头，在传输层的数据叫做数据段

网络层传输过程：将上层数据加一个IP头部，这个时候数据就叫做数据报

数据链里层传输过程：将上层数据添加一个Mac头部，这个时候的数据叫做数据帧，这个时候数据封装就完成了

物理层传输过程：就是将这些比特流转换成电信号在网络中传输

2、解封装过程

解封装过程就是封装的逆过程

• 先在物理层将传过来的电信号转换成二进制数据，送到数据链路层；
• 然后数据链路层查看目标Mac地址（相同的话接着传输，不同的话丢弃）就是所说的差错校验；
• Mac地址相同的话传到网络层，查看IP地址是否与目标IP相同，不相同丢弃，相同的话就传输到传输层；
• 在传输层根据Tcp报文头部查看要传到哪个应用程序或哪个应用程协议，然后将数据段重组，送往应用层；
• 在应用层将二进制数据解码成刚开始发送的各种各样的信息

四、TCP协议和UDP协议（了解）

1、TCP协议

TCP协议提供面向连接的可靠的字节流传输。步骤如下：

TCP要求两个终端首先通过交换一些连接建立分组来建立一个逻辑连接，称为握手，它设定了两个终端间的某些参数，这些参数包括要交换的数据分组的大小、用于保存数据直到整个报文全部到达的缓冲区大小等
在握手后，两个终端可以向着彼此的方向以报文段形式发送数据块，通过计算交换字节数，可以检测字节的连续性
我们可以将TCP提供的面向连接的可靠的服务与电话公司的服务进行比较。如果两方决定通过电话而不是邮局通信，他们可以创建一次连接，进行一段时间的通话。电话服务在某种程度上是可靠的，因为如果一个人没听明白或听不清另一方说什么，他可以要求对方再说一遍

2、UDP协议

UDP协议提供了无连接的、不可靠的数据包服务。

• 无连接就是两个交换机报文在两个终端之间没有逻辑连接，看不到远端和目的端数据包之间的关系
• 说他不可靠是因为在传输中即使数据被破坏，但是他不要求重传被破坏和丢失的数据
• 当然他还是有优点的，就是当传输简单的，对安全性没什么要求的用UDP比较快

无连接：协议不知道报文之间的相互联系
不可靠：即使会检查数据是否会破坏，但是不会要求重传被破坏或丢失的数据