网络基础七层模型与TCP/IP协议

1.网络基础

1.1 什么是网络

网络就是计算机网络是一组计算机或网络设备通过有形 的线缆或无形的媒介如无线，连接起来，按照一定的 规则，进行通信的集合。

网络通信就是指终端设备之间通过计算机网络进行的 通信。

网络分类

按覆盖范围分

局域网：小范围网络；校园网、企业网

城域网：城市范围网络；

广域网：全国、全球网络；internet

1.2 信息传递过程

虚拟的信息传递与真实的物品传递过程有许多相似之处

数据通信的方式

单播---一对一，私聊

组播---一对多，群聊

广播---一对所有

2.osi七层

2.1 层次划分的必要性：

在计算机网络产生之初，每个计算机厂商都有一套自己的体系结构的概念，它们之间互不相容。OSI只要遵循OSI标准，一个系统可以和位于世界上任何地方的、也遵循OSI标准的其他任何系统进行连接。

硬件没有统一标准，软件也没有统一标准你单独一台计算机 只是一台普通的计算机全球互联网，网络之间需要通信不同厂商之间的设备无法通信统一的标准。

层次划分的方法：

（1）网路中各节点都有相同的层次；

（2）不同节点的同等层具有相同的功能；

（3）同一节点内相邻层之间通过接口通信；

（4）每一层使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；

（5）不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。

（6）根据功能需要进行分层，每层应当实现定义明确的功能。

（7）向应用程序提供服务

层次划分的优点：

• 复杂问题简单化
• 便于排查故障
• 统一标准化工作

2.2 七层模型

七层划分为：

应用层：网络服务与最终用户的一个接口

表示层：将发送的话翻译成二进制让电脑可以看懂

会话层：建立连接一个个会话通道

传输层：定义怎么传输   tcp（慢安全稳定）udp（快不安全不稳定）

网络层：IP地址，找到这台机器目前的位置

数据链路层：mac地址 确认数据是否正确传给需要的机器 校验数据是否完整

物理层：将数据转换成电流信号

tips:

2.3 网络层及以下的通信为点对点通信，传输层的通信为端到端通信

PDU: Protocol Data Unit,协议数据单元是指对等层次之 间传递的数据单位

物理层的 PDU是数据位 bit

数据链路层的 PDU是数据帧 frame

网络层的PDU是数据包 packet

传输层的 PDU是数据段 segment

其他更高层次的PDU是消息 message

应用层 首先将数据分片（ 不可能将整个文件直接传输过去文件过大等因素） 数据变成bit流

传输层： 接收上一层的分片数据，加入tcp头部地址 变成数据段，（传输层功能）

网络层：接收数据段加入 ip头部 变成 数据包

数据链路层： 接收数据包 加入 MAC 头部 变成 数据帧

物理层：接收数据帧，变成信号

tip： 端口号作用
1.区别系统内的进程
2.服务端 端口号 固定
3.客户端随机
4.前1000 左右 不能使用
65536个端口号 0-65535

2.4七层总结

应用层、表示层、会话层为高三层，是面向大众的

网络层、数据链路层、物理层为低三层，是面相硬件的

网络层及以下的通信为点到点通信（主机与主机）

传输层的通信为端到端（端口到端口）

3.TCP/IP协议的组成

3.1TCP/IP参考模型

我们前面介绍了OSI参考模型，其实网络也可以按照TCP/IP参考模型进行层次划分，

TCP/IP 4层模型（思科）

TCP/IP 5层模型（华为）

OSI 参考模型没有考虑任何一组特定的协议，因此 OSI 更具有通用性。 而 TCP/IP 参考模型与 TCP/IP 协议簇吻合得很好，虽然该模型不适用于其他任何协议栈， 但如今的网络多以 TCP/IP 协议簇作为基础，这使得在分层设计上没有过多考虑协议的 OSI 分层理念，所以没有广泛地应用于实际工作中。相反，人们更多地应用 TCP/IP 分层模型在 实际工作中分析问题、解决问题。

3.2TCP/IP协议的组成

网络层：

IP协议：（Internet Protocol，网际协议），而 IP 又由四个支撑协议 组成：

• ARP（地址解析协议）： 是将IP地址转换成物理mac地址 的协议

• RARP（逆地址解析协议）： 是根据物理mac地址转换成IP地址的协议

• ICMP（网际控制报文协议）：ping 网络连通性检测 检测网络连通性

• IGMP（网际组管理协议）：一个组播协议，该协议运行在主机和组播路由器之间

传输层：

• TCP ：传输控制协议 可靠协议 （安全性高，速度慢）

• UDP：用户数据报协议 不可靠协议（安全性不高，速度快）

应用层：

• HTTP（超文本传输协议）：是一个简单的请求-响应协议，现在主要的场景是web服务，就是网页的传输，默认使用tcp的80端口 http

• HTTPs：是以安全为目标的 HTTP 通道，在HTTP的基础上通过传输加密和身份认证保证了传输过程的安全性，默认使用tcp的443端口 当当买书，

• FTP文件传输协议：FTP（ File Transfer Protocol）提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式，并允许文件具有存取权限，默认使用tcp的20，21端口

• TFTP简单文件传输协议：是一个小而易于实现的文件传送协议，TFTP只支持文件传输，不支持交互，没有庞大的命令集。也没有目录列表功能，以及不能对用户进行身份鉴别，默认使用udp的69端口

• SNMP简单网络管理协议：是专门设计用于在 IP 网络管理网络节点（服务器、工作站、路由器、交换机及HUBS等）的一种标准协议，默认使用udp的161端口

• SMTP简单邮件传输协议：一组用于从源地址到目的地址传送邮件的规则，并且控制信件的中转方式，用于邮件的发送，默认使用tcp的25端口

• POP3邮局协议版本3：用于邮件的接收，默认使用tcp的110端口

• telnet远程登陆协议：一种字符模式的终端服务，可以使用户通过网络进入远程主机或网络设备，然后对远程主机或设备进行操作，默认使用tcp的23端口

• ssh安全的远程登陆协议，默认使用tcp的22端口ssh

• DNS 域名解析系统：将域名和IP地址相互映射，默认使用tcp和udp的53端口 www.baidu.com ip地址 dns udp tcp 程序 进程： 运行中的程序0-65535

• DHCP（动态主机配置协议）是一个局域网的网络协议。指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码，默认使用udp的67和68端口。分配ip地址

• 3.3TCP/IP协议总结