54 (OC)* 网络七层架构

一：TCP/IP协议

二：七层协议

1：物理层

物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。

 1.1：传输媒体和互连设备 

      物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等。

      通信用的互连设备指DTE和DCE间的互连设备。数据传输通常是经过DTE——DCE，再经过DCE——DTE的路径。互连设备指将DTE、DCE连接起来的装置，如各种插头、插座。LAN中的各种粗、细同轴电缆、T型接、插头，接收器，发送器，中继器等都属物理层的媒体和连接器。

      DTE（Data Terminal Equipment（DTE））即数据终端设备，又称物理设备，如计算机、终端等都包括在内。

      DCE（数据通信设备 Data Communication Equipment（DCE））则是数据通信设备或电路连接设备，如调制解调器等

1.2：物理层的主要功能

　　1.2.1：为数据终端设备提供传送数据的通路，数据通路可以是一个物理媒体，也可以是多个物理媒体连接而成。一次完整的数据传输，包括激活物理连接，传送数据，终止物理连接.所谓激活，就是不管有多少物理媒体参与，都要在通信的两个数据终端设备间连接起来，形成一条通路。

　　 1.2.2:  传输比特流数据. 物理层要形成适合数据传输需要的实体，为数据传送服务。一是要保证数据能在其上正确通过，二是要提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数)，以减少信道上的拥塞。传输数据的方式能满足点到点，一点到多点，串行或并行，半双工或全双工，同步或异步传输的需要。

1.3：物理层的一些重要标准

　　这些规范通常也参考了其他组织制定的标准。连接头、帧、帧的使用、电流、编码及光调制等都属于各种物理层规范中的内容。物理层常用多个规范完成对所有细节的定义。示例：RS-232、RS-449、Rj45、等。

　　ISO2110:称为"数据通信----25芯DTE/DCE接口连接器和插针分配"。它与EIA(美国电子工业协会)的"RS-232-C"基本兼容。

　　 ISO2593:称为"数据通信----34芯DTE/DCE----接口连接器和插针分配"。

ISO4092:称为"数据通信----37芯DTE/DEC----接口连接器和插针分配".与EIARS-449兼容。

　　CCITT V.24:称为"数据终端设备(DTE)和数据电路终接设备之间的接口电路定义表".其功能与EIARS-232-C及RS-449兼容于100序列线上。

         Rj45：连接器的一种，连接器由插头（接头、水晶头）和插座（模块）组成，左边：RJ45。右边：RS-232.

              

2：数据链路层

2.1：数据链路层

      1：数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。

　   2：在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻结点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧（Frame）在信道上无差错的传输。

2.2：链路层的主要功能

　　链路层是为网络层提供数据传送服务的,这种服务要依靠本层具备的功能来实现。链路层应具备如下功能:

　　1：链路连接的建立，拆除，分离。

　   2：帧定界和帧同步。链路层的数据传输单元是帧,协议不同,帧的长短和界面也有差别，但无论如何必须对帧进行定界。

　　3：顺序控制,指对帧的收发顺序的控制。

　　4：差错检测和恢复，还有链路标识,流量控制等等.差错检测多用方阵码校验和循环码校验来检测信道上数据的误码,而帧丢失等用序号检测.各种错误的恢复则常靠反馈重发技术来完成。

 

2.3：数据链路层的主要协议

　　1：ARP（Address Resolution Protocol）地址解析协议：是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。

　　2：RARP：Reverse Address Resolution Protocol ，反向地址转换协议：许局域网的物理机器从网关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP 地址。

　　3：HDLC：High Level Data Link Control（高级数据链路控制协议）。帧结构

　　4：PPP点对点协议（Point to Point Protocol，）为在点对点连接上传输多协议数据包提供了一个标准方法。 

3：网络层协议

3.1：网络层的任务就是

　　1:进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择， 确保数据包及时传送。    “第三层交换机”

3.2：网络层的功能包括：建立和拆除网络连接、路径选择和中继、网络连接多路复用、分段和组块、服务选择和流量控制。

3.3：主要协议：

　　 1：IP协议

       2：ICMP：（Internet Control Message Protocol）互联网控制报文协议。它是TCP/IP协议簇的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。

　　3：IGMP：Internet 组管理协议称为IGMP协议（Internet Group Management Protocol）

 

4：传输层

4.1: a: 网络层的ip帮我们区分子网，以太网层的mac地址帮我们找到主机，端口帮我们找到应用程序。

　　b: 只在通信双方的节点上（比如计算机终端）进行处理，而无需在路由器上处理，传输层是OSI中最重要、最关键的一层,是唯一负责总体的数据传输和数据控制的一层；

传输层提供端到端的交换数据的机制，检查分组编号与次序，传输层对其上三层如会话层等，提供可靠的传输服务,对网络层提供可靠的目的地站点信息主要功能

4.2：功能：

　　1：建立端口到端口的通信。

　　2：这种传输服务分为可靠和不可靠的,其中Tcp是典型的可靠传输,而Udp则是不可靠传输

　　3：为端到端连接提供流量控制,差错控制,服务质量(Quality of Service,QoS)等管理服务

4.3：主要协议：

　　TCP：传输控制协议，传输效率低，可靠性强

      UDP：用户数据报协议，适用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据（比如QQ）

 

5：会话层

5.1：会话层

　　1：建立、管理、终止会话。

 　  2：对应主机进程，管理不同设备之间通信

　　3：将不同应用程序的数据分离

5.2：主要协议

　　SSL：SSL(Secure Sockets Layer 安全套接层),

　　TLS：传输层安全（Transport Layer Security，TLS）

 

6：表示层

6.1：数据的表示（将设备固有的数据格式转换为网络标准传输格式）、加密、压缩。

 

7：应用层

应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。

TCP协议：

1：超文本传输协议HTTP（HyperText Transfer Protocol,）：这是一种最基本的客户机/服务器的访问协议；浏览器向服务器发送请求，而服务器回应相应的网页

2：文件传送协议FTP（File Transfer Protocol）：提供交互式的访问，基于客户服务器模式，面向连接 使用TCP可靠的运输服务

主要功能:减少/消除不同操作系统下文件的不兼容性

3：远程登录协议TELNET：客户服务器模式，能适应许多计算机和操作系统的差异，网络虚拟终端NVT的意义

4：简单邮件传送协议SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）：Client/Server模式，面向连接

基本功能：写信、传送、报告传送情况、显示信件、接收方处理信件

5：POP3：（Post Office Protocol - Version 3）”，即“邮局协议版本3

6：IMAP（Internet Mail Access Protocol）以前称作交互邮件访问协议

UDP协议：

7：简单文件传送协议TFTP（Trivial File Transfer Protocol）：客户服务器模式，使用UDP数据报，只支持文件传输，不支持交互，TFTP代码占内存小

8：简单网络管理协议（SNMP（Simple Network Management Protocol））: SNMP模型的4个组件：被管理结点、管理站、管理信息、管理协议

SNMP代理：运行SNMP管理进程的被管理结点

对象：描述设备的变量

管理信息库（MIB）：保存所有对象的数据结构

9：DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）动态主机配置协议: 发现协议中的引导文件名、空终止符、属名或者空,DHCP供应协议中的受限目录路径名 Options –可选参数字段，参考定义选择列表中的选择文件

10：DNS（Domain Name System）域名解析协议：DNS是一种用以将域名转换为IP地址的Internet服务

DNS占用53号端口，同时使用TCP和UDP协议。那么DNS在什么情况下使用这两种协议？

DNS在区域传输的时候使用TCP协议，其他时候使用UDP协议。

DNS区域传输的时候使用TCP协议：

1.辅域名服务器会定时（一般3小时）向主域名服务器进行查询以便了解数据是否有变动。如有变动，会执行一次区域传送，进行数据同步。区域传送使用TCP而不是UDP，因为数据同步传送的数据量比一个请求应答的数据量要多得多。

2.TCP是一种可靠连接，保证了数据的准确性。

域名解析时使用UDP协议：

客户端向DNS服务器查询域名，一般返回的内容都不超过512字节，用UDP传输即可。不用经过三次握手，这样DNS服务器负载更低，响应更快。理论上说，客户端也可以指定向DNS服务器查询时用TCP，但事实上，很多DNS服务器进行配置的时候，仅支持UDP查询包。

三：网络互联设备

互连设备	工作层次	主要功能
中继器	物理层	对接收信号进行再生和发送，只起到扩展传输距离的作用，对高层协议是透明的，但使用个数有限。
集线器	物理层	多端口的中继器
网桥	数据链路层	根据帧物理地址进行网络之间的信息转发，可缓解网络通信繁忙度，提高效率。网桥纳入存储和转发功能可使其适应于连接使用不同MAC 协议的两个LAN，因而构成一个不同LAN 混连在一起的混合网络环境。
二层交换机	数据链路层	指传统的交换机，多端口网桥。
三层交换机	网络层	带路由功能的二层交换机。
路由器	网络层	通过逻辑地址进行网络之间的信息转发，可完成异构网络之前的互联互通，只能连接使用相同网络协议的子网。
多层交换机	高层（第4~7层）	带协议转换的交换机。
网关	高层（第4~7层）	最复杂的网络互连设备，用户连接网络层以上执行不同协议的子网。

网卡是物理层的设备。

OSI 整个模型层次大致可以分为3个主要层面来看
|.............主机...............| 操作系统和软件等 应用、表示、会话
|.............网络...............| 互联网络和相关协议 传输、网络 （TCP/IP）
|.............介质...............| 物理介质相关 数据链路、物理