网络面试-0x17如何立即诶OSI模型和TCP/IP协议

Posted 2023-04-08 谷_寒

OSI(Open System Interconnect) 开放式通信系统互连参考模型。 每一层实现各自的功能和协议，并完成与相邻层的接口通信。即每一层扮演固定的角色，互不打扰。

应用层 ⑦
作用：通过应用程序间的交互来完成特定的网络应用。

定义了应用程序之间的交互规则，通过不同的应用层协议为不同的网络应用提供服务。eg：域名系统DNS，支持万维网应用的Http协议，电子邮件系统采用的SMTP协议等。

表示层 ⑥
作用：是通信的应用程序能够解释交换数据的含义。

向上为应用层提供服务，向下接受来自会话层的服务。 提供的服务主要包括数据压缩，数据加密以及数据描述，使应用程序不必担心在各台计算机上表示和存储的内部格式差异。

会话层 ⑤
作用：负责建立、管理和终止背包式层实体之间的通信会话。

提供了数据交换的定界和同步功能，包括了建立检查点和回复方案的方法。

传输层 ④
作用：两台主机进程之间的通信提供服务，处理数据包错误、数据包次序、以及其他一些关键传输问题。

传输层向高层屏蔽下层数据通信的细节，因此，它是计算机积极通信体系结构中关键的一层。

主要的传输协议有： TCP 、UDP

网络层 ③
作用：选择核实后的网络路由和交换节点，确保数据按时成功传送。

两台计算机之间传送数据时，其通信链路往往不止一条，所传输的信息甚至可能经过很多通信子网； 在发送数据时，网络层把传输层产生的报文或用户数据封装分组和包，向下传输数据链路层。在网络层使用的协议是无连接的网际协议（Internet Protocol）和许多路由协议，因此我们通常把这层简称为IP层。

数据链路层 ②
作用：两台主机之间的数据传输，总是在一段一段的链路上传送的，这就需要使用专门链路层协议

在两个相邻节点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻节点间的链路上传送帧。

1. head 标明数据发送者、接受者、数据类型 eg：MAC地址
   
2. Data存储了计算机之间交互的数据。
   通过控制信息，我们可以知道一个帧的起止比特位置，此外，也能使接收端检测出所到的帧有误差错，如果发现差错，数据链路层能够简单的丢掉这个帧，以避免继续占用网络资源。

链路层参考：https://www.jianshu.com/p/49e6a50ba927https://www.jianshu.com/p/49e6a50ba927

物理层 ①
作用：实现计算机机制交接点之间比特流的透明传送

确定与传输媒体的接口的一些特性（机械特性、电气特性、功能特性、过程特性），改层主要和硬件有关，与软件关系不大。

---

1）应用层报文被传送到传输层。
2）传输层收取到报文并附上信息，该首部将被接收端的传输层使用。
应用层报文和传输层首部信息一道构成了传输层报文段。附加的信息可以包括：允许接收端传输层向上向适当的应用程以及差错的检测位信息。该信息让接收端能够判断报文中的比特是否在途中已被改变。
3）传输层则向网络层传递该报文段，网络层增加了如源和目的端系统地址等网络层首部信息，生成了网络层数据报。
5）网络层数据报接下来被传递给链路层，在数据链路层包添加发送端的MAC地址和接收端的MAC地址后被封装成为数据帧。
6）在物理层数据帧被封装成比特流，之后通过传输介质传送到端对端再一步步解开封装，获取到传送的数据。

---

TCP/IP ： 指能够在多个不提供网络间隔实现信息传输的协议簇。
TCP传输控制协议：一种面向连接、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
IP网际协议： 用于封装交换谁网络的协议。

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； 只有因为在TCP协议和IP协议最具有代表性

P/IP协议簇分为5/4层体系：
五层包括：应用层、传输层、网络层、数据链路层 和 物理层。
四层包括：应用层、传输层、网络层(网际互联层)、网络接口层。
应用层: = 会话层 + 表示层 + 应用层（OSI） 传输层:为上层实体提供源端对端主机的通信功能。 主要有：TCP 、UDP 网络层:负责为分组网络中的不同主机提供通信服务，并通过选择合适的路由将数据传递到目标主机。 在发送数据时，网络层把传输层产生的报文段或用户数据封装成分组或包进行传送。 数据链路层:在两个相邻节点传输数据时，将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻节点之间的链路上传送帧。 物理层:保谁可以在各个物理媒介上进行传输，为谁的传输提供可靠的环境。

---

区分OSI和TCP/IP

相同点：
1）都采用了层次结构
2）能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制

区别： 1）OSI使用7层， TCP/IP是四/五层 2）TCP/IP参考模型没有对网络接口层进行细分，只有一些概念性的描述； OSI参考模型对服务和协议做了明确的区分。 3）OSI参考模型虽然网络划分为7层，但实现起来比较困难。 TCP/IP参考模型作为一种简化的分层结构是可以的。 4）TCP/IP协议去掉报备表是层和会话层的原因在于会话层和不表示层、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的抽象共享的， 这也是OSI设想中的程序维度的分层是无法实现的。

---

数据传输的过程参考 https://www.bilibili.com/video/BV1ca411t7eT/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=ee8daf579e50fc456ffdc199f8c75819

本文由 mdnice 多平台发布

带你整理面试过程中关于OSI 七层模型的相关知识

文章目录

• • 一、OSI 七层模型
  • 二、功能解释
  • 三、每层对应的协议
  • 四、相关面试题

一、OSI 七层模型

互联网的通信协议都对应了 7 层中的某一层，通过这一点，可以了解协议在整个网络模型中的作用，一般来说，各个分层的主要作用如下

（1）应用层：为用户的应用程序（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供网络服务

（2）表示层: 可确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取，主要作用就是将设备的固有数据格式转换为网络标准传输格式。

（3）会话层：利用传输层提供的服务（端口号：传输端口号与接收端口号）建立和维持会话。

（4）传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口80等），如：TCP，UDP； 主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地址后再进行重组，常常把这一层数据叫做段。

（5）网络层：在位于不同地理位置的网络中的两个主机系统之间提供连接和路径选择，Internet的发展使得从世界各站点访问信息的用户数大大增加，而网络层正是管理这种连接的层

（6）数据链路层：数据链路层位于物理层和网络层中间，数据链路层定义了在单个链路上如何传输数据。

（7）物理层：主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后在转化为1、0，也就是我们常说的数模转换与模数转换），这一层的数据叫做比特。

TCP/IP 协议中，OSI 七层网络模型被简化为了四层：应用层、传输层、网络层、数据链路层

• 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。
• 由于数据链路层和物理层的内容很相似，所以在 TCP/IP 协议中它们被归并在网络接口层一个层次里。

二、功能解释

具体的功能比如一封邮件，目的地是西安的一个地址，它首先来到应用层，找到 SMTP 邮件协议，

然后来到表示层，表示层把这份邮件进行编码和转换，变成传输通道里的伙伴都认识的一种形式

表示层把数据处理好后，就会进入会话层，相当于打电话，也就是把主机和服务器建立连接，方便传输数据

建立连接后，传输层负责把数据传输过去，传输层的任务比较艰巨，不但要传输数据，还需要处理传输过程中可能出现的异常，比如数据丢包

传输过程中，数据开始顺着网络层指定的路线进行传输，但是网络错综复杂，稍有不慎可能就会走错路，所以网络层就起到了规划路线的作用，相当于快递公司，告诉数据从哪里走最近。

邮件到了西安之后，也就是到了数据链路层，数据链路层相当于快递员，快递员可以精准的找到每个本地网络中的设备，然后把数据精准传送到相应的设备上

最后就是物理层，主要做信号转换和物理传输

三、每层对应的协议

（1）物理层：光导纤维、双绞线

（2）数据链路层：wi-fi、MAC（网桥、交换机）

（3）网络层：IP、ICMP、ARP

（4）传输层：TCP、UDP

（5）会话层：NFS、SQL、NETBIOS、RPC

（6）表示层：JPEG、MPEG、ASII

（7）应用层：DNS、FTP、HTTP

四、相关面试题

（1）TCP对应的应用层协议有哪些？UDP对应的应用层协议有哪些？

TCP对应的典型的应用层协议：FTP文件传输协议；SSH远程登录协议；HTTP超文本传输协议
UDP对应的典型的应用层协议：DNS域名解析协议；TFTP简单文件传输协议；SNMP简单网络管理协议

---

【参考】

【1】https://blog.csdn.net/baimoyv/article/details/103901291
【2】https://blog.csdn.net/qq_52503627/article/details/113445446
【3】https://zhuanlan.zhihu.com/p/267136799?utm_source=wechat_session
【4】OSI 网络七层模型