OSI概述问答

1.    网络中体系结构的七层、四层、五层是怎么回事？

OSI（Open System Interconnection）开放系统互连参考模型的七层协议体系结构：概念清楚，理论比较完整，但既复杂又不用。

TCP／IP 四层体系结构：简单，易于使用。

五层原理体系结构：综合 OSI 和 TCP／IP 的优点，为了学术学习。

2.    为什么需要分层设计？

如果没有分层设计，一个软件厂商要设计所有通信细节，包含物理层接口与信号编码，地址寻址，传输机制与保障

3.    OSI参考模型遵循的几大原则

• 各个层之间有清晰的边界，便于理解
• 各个层实现特定的功能，且相互不影响
• 每个层是服务者又是被服务者，既为上一层服务，又被下一层服务
• 层次的划分有利于国际标准协议的定制
• 层次的数目应该足够多，以避免各个层功能重复

4.    OSI参考模型遵循的几大优点

• 简化了相关网络操作
• 提供了即插即用的兼容性和不同厂商之间的标准接口
• 使各个厂商能够设计出互操作的网络设备，加快数据通信网络发展
• 防止一个区域网络的变化影响另一个区域的网络，因此，每一个区域的网络都能单独快速升级
• 把复杂的网络问题分解为小的简单问题，易于学习和操作

    OSI七层模型协议数据单元

APDU	应用层	7 提供应用程序间通信
PPDU	表示层	6 处理数据格式、数据加密
SPDU	会话层	5 建立、维护和管理会话
Segement	传输层	4 建立主机端到端连接
packet	网络层	3 寻址和路由选择
Frame	数据链路层	2 提供介质访问、链路管理等
Bit	物理层	1 比特流传输

5.    TCP/IP模型每层作用

• 链路层：处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节
• 网络层：处理分组在网络中的活动，例如分组选路
• 运输层：为两台主机上的应用程序提供端到端的通讯
• 应用层：处理特定的应用程序细节

6.    运行FTP的两台主机

• 大多数网络应用程序都被设计成客户-服务器模式
• 双方都有对应的一个或多个协议进行通讯
• 应用程序通常是用户进程，而下三层一般在内核执行
• 应用层关系应用程序的细节，下三层处理通讯细节

　　

7.    通过路由器连接的两个网络

• 端系统（end system）
• 中间系统（intermediate system）
• 应用层和运输层使用端到端（end-to-end协议）
• 网络层提供的是逐跳（next-to-hop）协议
• 网络IP提供的是一种不可靠的服务，只是尽可能快的把分组从源结点送到目的结点，但不提供可靠性保障
• TCP在不可靠的IP层上提供一个可靠的运输层
• 互联网的目的之一就是在应用程序中隐藏所有的物理细节

8.    TCP/IP协议族中不同层次的协议

• TCP使用不可靠的IP服务，并提供一种可靠的运输层服务
• UDP为应用程序发送和接收数据报，和TCP不同，UDP是不可靠的（查询：DNS，数据传输TFTP,实时流量：语音视频流）
• IP是网络层上的主要协议，同时被TCP和UDP使用
• ICMP是IP协议的附属协议

9.    封装

• 以太网数据帧的物理特性使其长度在46~1500字节之间（超过1500要分片，不足46要垫片填充补齐再发送）
• 以太网的帧首部也有一个16bit的帧类型域（ip,arp,rarp）(以太网协议号)
• IP在首部中存入一个长度为8bit的数值，称作协议域（icmp,igmp.tcp.udp,esp,gre）(IP协议号)
• TCP和UDP都用一个16bit的端口号来表示不同的应用程序（telnet，http）

10. 分用：以太网的帧进入驱动程序，根据以太网首部中的帧类型进行分用，再根据IP首部中的协议值进行分用，

最后根据TCP或UDP首部中的端口号进行分用，找到对应的应用程序

11. 端口号

• 服务器一般都是通过知名端口号来识别的（ftp 21，telnet 23）
• 客户端口号又称作临时端口号（即存在时间很短暂）
• 大多数TCP/IP实现给临时端口分配1024~5000之间的端口号
• 大于5000的端口号是为其他服务器预留的

科普：大多知名端口为奇数的由来

如果仔细检查这些标准的简单服务以及其他标准的TCP/IP服务（如telnet，ftp，SMTP）的端口号时，大多数都是奇数（HTTP例外，表示它并不是最老的一批协议）。这是有历史原因的，因为这些端口号都是从NCP端口号派生来的（NCP，即网络控制协议，是ARPANET的运输层协议，是TCP的前身）NCP是单工的，不是全双工，因此每个应用程序需要两个连接，需预留一对奇数和偶数端口号。当TCP和UDP成为标准的运输层协议时，每个应用程序只需要一个端口号，因此就使用了NCP中的奇数

最基本协议号端口号

• 以太网协议号

IP：0x0800  ARP:0x0806 PPPOE 0x8863 0x8864

• IP协议号

（ICMP：1 TCP:6  UDP:17  GRE:47  ESP:50  AH:51）

• 端口号

（FTP:20 21  SSH:22  TELNET: 23  SMTP:25  TACACS+:49  HTTP:80  HTTPS:443 IKE:500 Radius 1645 1646 1812 1813）