OSI七层参考模型与TCP/IP五层参考模型、数据的封装、网络服务的讲解
文章目录
1.网络的分层思想
概念：
将复杂的流程分解为几个功能相对单一的子过程就叫分层思想；
作用：
使整个流程更加清晰，复杂问题简单化；
更容易发现问题并针对性的解决问题。
2.OSI七层参考模型
2.1OSI参考模型的分类和功能
| OSI七层 | 功能 |
|---|---|
| 应用层 | 连接网络服务与最终用户的一个接口 ,具有文件传输与服务，虚拟终端等作用 |
| 表示层 | 数据的表示、安全和压缩 |
| 会话层 | 建立、管理和中止会话即建立或解除与其他接点的联系 |
| 传输层 | 定义传输数据的协议端口号，提供端对端接口，进行流控和差错校验 |
| 网络层 | 进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择，为数据包选择路由 |
| 数据链路层 | 建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能 |
| 物理层 | 建立、维护、断开物理连接；以二进制数据形式在物理媒介上传输数据 |
2.2协议的组成
| OSI七层 | TCP/IP协议 |
|---|---|
| 应用层 | TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet |
| 表示层 | 没有协议 |
| 会话层 | 没有协议 |
| 传输层 | TCP，UDP |
| 网络层 | IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP |
| 数据链路层 | SLIP，CSLIP，PPP，ARP，RARP，MTU |
| 物理层 | ISO2110，IEEE802，IEEE802.2 |
注意：数据链路层和物理层用到的协议都是由底层网络定义的。
3.TCP/IP五层参考模型
| TCP/IP层 | 功能 | 网络设备 | PDU |
|---|---|---|---|
| 应用层 | 支持各种网络应用 | 计算机 | 数据（message） |
| 传输层 | 进程和进程之间的数据传输 | 防火墙 | 数据段（segment） |
| 网络层 | 源主机到目的主机的数据分组路由与转发 | 路由器、三层交换机 | 数据包（packet） |
| 数据链路层 | 把网络层传下来的数据报组装成帧 | 网桥（使用较少）、二层交换机、网卡 | 数据帧（frame） |
| 物理层 | 比特传输，以二进制数据形式在物理媒介上传输数据 | 中继器、集线器 | 比特流（bits） |
注意：网卡是一半工作在物理层、一半工作在数据链路层；我们通常说的双绞线是工作在物理层
PDU ：指协议数据单元
4.数据的封装与解封装
数据封装的过程如下：自上而下的方向
数据解封装的过程：自下而上的的方向
注意：此处数据的封装和解封过程模型只针对TCP/IP模型
5.TCP协议与UDP协议
5.1TCP协议
工作原理：
TCP传输协议将报文划分为较小的片段，称为数据段；
数据段按顺序编号；
如果发送方在规定的时间内未收到确认，则会认为数据段已经丢失并重新传输。
特点：
具有数据确认重传的机制、
TCP确保数据传送无误的典型应用实例：
FTP和HTTP
5.2UDP协议
UDP不需要确认接收，是效率最高的传送机制。无确认重传机制；
UDP是音频流、视频流和IP语言（VoIP）之类应用程序的首选。
5.3TCP与UDP的相同点与不同点
相同点：
它们均工作在传输层，为数据的传输提供服务；
区别：
TCP协议面向连接，传输可靠，能传输大量的数据，但传输速度较慢；
UDP协议面向无连接，传输不可靠，但传输效率高，速度快且无确认重传机制。
6.常用的网络服务
常用的网络服务有：DNS服务，Telent服务，电子邮件服务，DHCP服务，Web服务，FTP服务；
它们的作用以及使用的端口号如下：
| 网络服务 | 作用 | 端口号 |
|---|---|---|
| DNS服务 | 提供网站的IP地址或域名，以便主机能与其连接 | 53号 |
| Telnet服务 | 允许管理员从远程位置登录到主机，然后以如同本地登录的方式控制主机的服务 | 23号 |
| 电子邮件服务 | 使用简单邮件传输协议（SMTP）、邮局协议（POP3)或Internet邮件访问协议（IMAP），用于从客 户端通过Internet向服务器发送电子邮件，需以user@xyz格式指定收件人 | 25号（SMTP）、110号（POP3）、143号（IMAP4） |
| DHCP服务 | 动态主机配置协议，为客户分配IP地址、子网掩码、默认网关和其他信息服务 | 67号，68号端口 |
| Web服务 | 超文本传输协议（HTTP），用于在Web客户端和Web服务器之间传输信息 | 80号，443号（HTTPS） |
| FTP服务 | 供客户端和服务器之间下载和上传文件的服务 | 20号，21号 |
注意：只有TFTP服务、SNMP服务和DHCP服务属于传输层的UDP协议，其他的属于传输层的TCP协议；
使用TCP或UDP传送报文时，所需要的协议和服务由端口号标识。
7.端口号的介绍
端口号的范围介于1~65535之间。端口号划分有三个类别，分别为：公认端口、注册端口、私有端口。
它们对应的端口号如下：
公认端口：与通用网络应用程序相关联的目的端口称为公认端口。这些端口的方位从1到1023；
注册端口：端口1024到49151可作为源端口或目的端口使用。组织可使用这些端口注册即时消息等应用程序；
私有端口：端口49152到65535通常作为源端口使用。
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