网络基础——分层与常见协议

Posted 2021-09-24 StoneVulcan

文章目录

• 一、OSI参考模型
• • 历史
• 二、分层
• • 1.什么是分层：
  • 2.分层的作用：
• 三、TCP／IP协议簇
• • 1.分层模型对比
• 四、封装和解封装
• 五、常见应用层协议
• • 1.传输层——TCP和UDP
  • 2.TCP和UDP的使用场景
  • 3.什么是面向连接？
  • 4.TCP封装模型
  • 5.UDP封装模型

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一、OSI参考模型

即：开放式系统互联通信参考模型（Open System Interconnection Reference Model）

历史

在20世纪80年代，为了更好地促进互联网络的研究和发展，国际标准化组织ISO制定了网络互连的七层框架的一个参考模型，称为开放系统互连参考模型，简称OSI/RM(Open System Internetwork Reference Model)。 OSI参考模型是一个具有7层协议结构的开放系统互连模型，是由国际标准化组织在20世纪80年代早期制定的一套普遍适用的规范集合，使全球范围的计算机可进行开放式通信。

OSI参考模型核心思想——分层

二、分层

1.什么是分层：

属于同一层面的不同功能，其目的和作用相似或相近；不同层面的功能其目的和作用具有明显的差异。每一层都在下面一层提供的服务上再提供增值服务。

2.分层的作用：

1.更易于标准化。
2.降低层次之间的关联性。（解耦）
3.便于学习或理解

三、TCP／IP协议簇

实际上，目前的互联网是没有使用OSI参考模型的，因为该分层太过细碎，取而代之的就是TCP／IP模型。

1.分层模型对比

TCP／IP四层模型——TCP／IP 标准 模型
TCP／IP五层模型——TCP／IP 对等 模型

补充：
PDU——协议数据单元
OSI—L1PDU（物理层）……L7PDU（应用层）
应用层——数据报文
传输层——数据段
网络层——数据包
数据连接层——数据帧
物理层——比特流

四、封装和解封装

层级 ——封装对象——封装工具
应用层——（封装与否取决于应用）
传输层——端口号——TCP/UDP
网络层——IP地址——IP
数据连接层——MAC地址——以太网（早期局域网解决方案，主要以来MAC地址进行寻址。以太网主要工作在1、2层）
物理层——无需封装

以太网Ⅱ型帧（封装模型）↓

前导符——目标MAC——源MAC——上一层协议类型——数据——FCS（帧校验序列）

数据前位头部信息，数据后为尾部信息

五、常见应用层协议

（带端口号的一定是应用层协议）

HTTP——超文本传输协议——TCP　80
FTP——文件传输协议——TCP 20/21
Telenet——远程登录协议——TCP　23
DHCP——动态主机配置协议——UDP　67/68
DNS——域名解析协议——UDP/TCP　53
tftp——简单文件传输协议——UDP　69

1.传输层——TCP和UDP

1.TCP是面向连接协议，UDP是无连接的协议；
2.TCP的传输时可靠的，UDP的传输“尽力而为”；
3.TCP可以分段，UDP不行；
4.TCP可以实现流控，UDP不行；
5.TCP传输速度较慢，消耗资源较大；UDP传输速度快，消耗资源小；

2.TCP和UDP的使用场景

TCP适用于效率要求较低，但准确性要求较高的场景
TCP适用于效率要求较高，但准确性要求较低的场景

3.什么是面向连接？

（会话——有方向 单一会话时单向的）
面向连接就是指设备在传输之前，先使用预备的协议建立点到点 的连接，然后再传输数据。

4.TCP封装模型

TCP的头部
第一步封装端口号
序号保证顺序（因为分段传输）
确认序号（已收到当前序号数据，请求发送下一序号数据）
首部长度（区分数据区和头部区）
保留（0表关 1表开 URG紧急指针位 ACK确认标记位 PSH RST（保留疑问） SYN请求标记位　FIN结束标记位）
窗口大小（保留疑问）
校验和（强　校验三层　伪头部校验（伪在　只校验部分字节）（确保数据完整性））
伪头部校验——校验网络层中的１２个字节的内容。＋32位源IP　３２位目标IP　
选项（可有可无 使首部长度不固定）
所以，头至少20个字节（无选项）

封装图↓

5.UDP封装模型

——头部８个字节（头部长度固定）