网络基础之网络模型及各分层的设备

Posted 2020-10-14 Jachin的博客

总结网络模型以及各个模型下的设备。

总结网络模型以及各个模型下的设备。

 

OSI七层网络模型和TCP/IP四层概念模型之间的联系如下：

 

OSI参考模型各个分层的作用：

• 应用层：为应用程序提供服务并规定应用程序中通信相关的细节。包括文件传输、电子邮件、远程登录（虚拟终端）等协议。
• 表示层：将应用处理的信息转换为适合网络传输的格式，或将来自下一层的数据转换为上层能够处理的格式。主要负责数据格式的转换。
• 会话层：负责建立和断开通信连接（数据流动的逻辑通路），以及数据的分割等传输相关的管理。
• 传输层：可靠的传输作用。只在通信双方节点上进行处理，而无须再路由器上处理。
• 网络层：将数据传输到目标地址。目标地址可以是多个网络通过路由器连接而成的某一个地址。主要负责寻址和路由的选择。
• 数据链路层：负责物理层面上互连的、节点之间的通信传输。（如将0、1序列划分为具有意义的数据帧传送给对端）
• 物理层：负责0、1比特流与电压的高低、光的闪灭之间的互换。

 

TCP/IP分层理念：

• 在参照了OSI的的七层分层模型后，建立了一种四层模型：
• 应用层：对应OSI中的应用层、表示层、会话层
• 传输层：同OSI
• 网络层：同OSI
• 物理链路层：对应OSI中的数据链路层、物理层

 

各种设备及其对网络分层（OSI七层模型中）的概述：

• 中继器（OSI第一层，物理层面上延长网络的设备）：在物理层做出调整。识别0、1序列调整波形进行相应的放大与转发。但是不负责数据链路层中出现的错误，有错误仍然会转发。中继器无法改变传输的速度，可以在双绞线电缆和光纤电缆之间转换，但是不能在传输速度不同的媒介之间转发（例如100Mbps与10Mbps之间的转发需要网桥或路由器这样的设备）。
• 网桥/2层交换机 （OSI第二层，数据链路层面上连接两个网络的设备）：在数据链路层做出判断。识别数据链路层中的数据帧，重构数据帧转发（数据帧临时存在内存中，重新生成信号作为全新的数据帧转发）。丢弃错误的数据帧（帧校验序列(FCS):通过循环冗余校验码（CRC）方式校验数据帧中的位，检查数据帧是否收到破坏），可连接传输速率不同的网络。它是根据MAC地址进行处理的
• 路由器/3层交换机（OSI第三层，网络层面上连接两个网络、并对分组报文进行转发的设备）：在网络层做出判断。判断网络路径，转发至目标地址。它是根据IP地址进行处理的。
• 4~7层交换机：负责处理从传输层至应用层的数据，以TCP等协议的传输层及其上面的应用层为基础，分析收发数据，并对其进行特定的处理。
• 网关（OSI第四~七层，将从传输层至应用层的数据进行转换和转发）：在4~7层中做转发、转换工作。负责传输层以上的数据转发及其协议的转换。

 

补充：

4~7层交换机：

第四层通过端口地址可以区分数据包是由哪个传输层协议传送的。

它在交换中数据包的传输不仅仅依据MAC地址(第二层交换)或源/目标IP地址(第三层路由),还依据TCP/UDP端口地址(第四层地址)，也就是说第四层交换除了考虑三层的逻辑地址外还要考虑对端口地址的处理。端口地址代表了不同的业务协议，所以第四层交换不仅仅进行了物理上的交换，还包括了业务上的交换。所以说第四层交换的交换域是由源端和终端IP地址、TCP和UDP端口共同决定。因此，第四层交换机是真正的“会话交换机”。

应用场景：

    第四层交换尤其可以应用在以单一虚拟IP地址(VIP)来代表整个服务器集群的情况下。具有第四层功能的交换机能够起到与服务器相连接的"虚拟IP"(VIP)前端的作用。每台服务器和支持单一或通用应用的服务器组都配置同样的一个VIP地址。这个VIP地址作为对外提供统一服务的目的地。当某用户申请应用时，用户请求的数据包先通过第三层路由器发送到具有第四层交换功能的交换机，然后第四层交换机可以根据会话和应用层信息做出转发决定，将用户的请求根据不同的规则转发到"最佳"的服务器上。将"最佳"服务器地址中的IP取代VIP，并将连接请求传给相应服务器。因此，第四层交换技术是用于传输数据和实现多台服务器间负载均衡的理想机制。

 

第七层的智能交换能够实现进一步的控制，即对所有传输流和内容的控制。

这种交换机可以打开传输流的应用／表示层，分析其中的内容，因此可以根据应用的类型而非仅仅根据IP和端口号做出更智能的流向决策，其中的一个典型例子就是根据URL的具体内容的识别交换。第七层交换技术可以定义为数据包的传送不仅仅依据MAC地址(第二层交换)或源/目标IP地址(第三层路由)以及依据TCP/UDP端口(第四层地址)，而是可以根据内容(表示/应用层)进行。这样的处理更具有智能性，交换的不仅仅是端口，还包括了内容，因此，第七层交换机是真正的"应用交换机"

 

应用场景：

    保证不同类型的传输流被赋予不同的优先级。它可以对传输流进行过滤并分配优先级，使你不必依赖于业务或网络设备来达到这些目的，譬如，网络电子商务提供商使用80端口提供用户服务，但是对于不同的Web请求他们希望不同对待，比如浏览一般商品的Web请求的级别比用户发出的定购Web请求要低一些，而且处理起来也不一样。这样需要识别80端口中的具体的URL内容来进行判断，赋予不同的优先权交换到不同的处理器上去。

 

最后附上OSI网络模型及其协议图：