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  • 2021-11-15 19:22:43

    见词知意,网络通信协议就是所有计算机在网络上的通信需要遵循的协议

    网络通信协议分为七层

    • 应用层 :面向用户的应用进程提供服务
    • 表示层 :提供网络传输的标准格式,将应用层和会话层的数据相互转换
    • 会话层 :为了用户交互信息建立的连接,提供网络中两主机之间会话的建立、维持和终止
    • 传输层 :解决不同网络设备间通信连接、管理的问题,为两主机间的进程通信提供可靠服务
    • 网络层 :解决跨越多个链路、不同网络设备间的通信问题,是一种端到端的通信,提供通信服务,包括路由、地址解析等功能
    • 数据链路层 :两个相邻结点间的点到点的帧传输,负责数据的建立和拆除,当物理层传输错误时,可以检错
    • 物理层 :通过物理电气接口实现比特流的传播
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  • 计算机网络七层协议

    千次阅读 2020-10-17 13:47:30
    计算机网络七层协议 OSI(open system interconnect开放系统互联)七层模型:物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层。 对等层之间不能相互直接通信,各层之间是严格单向依赖,上层使用下层...

    计算机网络七层协议

    OSI(open system interconnect开放系统互联)七层模型:物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层。

    对等层之间不能相互直接通信,各层之间是严格单向依赖,上层使用下层提供的服务,下层向上层提供服务。

    1.物理层(比特bit)
    通过媒介传输比特,确定机械及电气规范。
    规定如何为网络通信实现最底层的物理连接。
    如:如何使用电缆和接头的类型、用来传送信号的电压等。
    物理层实际上是一种规定,规定物理媒介设备在连接网络时的各种规格、参数以及工作方式。
    物理媒介(网线,电缆)不属于物理层,双绞线,线缆等物理媒介等是物理层的实现。
    2.数据链路层(帧frame)
    将比特组装成帧和点到点的连接。
    规定了如何进行物理地址寻址,如何在物理线路上进行数据(帧frame)的可靠传递以及流量控制。
    协议有SLIP协议,CSLIP协议,PPP协议等。
    交换机工作在数据链路层,对帧解码并根据帧中包含的信息把数据发送到正确的接收方。
    3.网络层(包packet)
    负责数据包从源到宿的传递和网际互连。
    4.传输层(段segment)

    提供端到端的可靠报文段和错误恢复。

    TCP UDP协议

    5.会话层(会话协议数据单元SPDU)

    在网络中的两个节点之间建立、维持和终止通信。

    6.表示层(表示协议数据单元PPDU)

    对数据进行翻译、加密、解密和压缩

    在应用程序和网络之间对数据进行格式化,使之能够被另一方理解,即发送方的表示层将应用程序数据的抽象语法转换成网络适用于OSI网络传输的传送语法,接收方则相反。

    7.应用层(应用协议数据单元APDU)

    允许访问OSI环境的手段

    最顶层的OSI层,为应用程序提供网络服务。如为电子邮件、文件传输功能提供协议支持。

    应用层协议有HTTP协议、FTP协议、SMTP协议等。
    在这里插入图片描述
    OSI模型为最经典的网络模型,但其较复杂,

    常用的为TCP/IP网络模型( Transmission Control Protocol/Internet Protocol)传输控制协议/因特网互联协议,共有四层结构:

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    1.网络接口

    针对不同的物理网络的连接形式的协议:erther net

    主要作用一:数据封装/解封装成帧(frame)。为了保证可靠传输,网络层传过来的数据在这里被加工成了可被物理层传输的结构包——帧。帧中除了包括需要传输的数据外,还包括发送方和接收方的物理地址以及检错和控制信息。其中的物理地址确定了帧将发送到何处,检错和控制信息则是用来保证数据的无差错到达。数据帧结构如下(Address均为mac地址):

    主要作用二:控制帧传输

    主要作用三:流量控制。

    2.网络层

    负责数据传输、路径及地址选择,常用协议:IP ARP(地址解析协议)

    说到网络层不得不提的就是IP协议,它是TCP/IP协议族中最为核心的协议。所有的TCP、UDP、ICMP、IGMP协议数据都以IP数据报格式传输。IP协议提供的是不可靠的、无连接的数据报传输服务。不可靠是指IP协议不会保证数据报能否成功到达目的地,仅提供传输服务,传输出错,则会丢弃出错的数据报。无连接是指IP协议对数据报的处理是独立的,这也意味着接收方不一定会按照发送顺序接收数据报。

    ip地址分类:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    3.传输层

    确认数据传输进行纠错处理,常用协议:TCP UDP

    端口的作用则正是体现在传输层的。用来区分网络消息由主机上的那一个进程处理。端口号有 0~65535 的编号,其中0~1023为系统端口号。

    4.应用层

    各种服务及程序通过该层利用网络,常用协议:HTTP,FTP,SMTP

    为了标识通信实体中进行通信的进程,TCP/IP协议提出了协议端口(protocol Port)的概念。端口是一种抽象的网络结构(包括一些数据结构和I/O缓冲区)。应用程序通过系统调用与某端口号建立连接后(binding),传输层传给该端口的数据都被相应的程序接收,相应程序发送给传输层的据都通过该端口输出。

    结合 OSI 和 TCP/IP 产生了一个五层结构,分别为:物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。

    Internet 就是采用的 TCP/IP 协议

    集线器工作在 OSI 模型的物理层,网卡工作在 OSI 模型的物理层,交换机工作在数据链路层,路由器工作在网络层。

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  • 七层OSI协议栈模型 III.联系与区别 I.TCP/IP五层协议栈 首先介绍最广为流传的五层TCP/IP协议栈: 1️⃣应用层:OSI参考模型中最靠近用户的一层,是为计算机用户提供应用接口,也为用户直接提供各种网络服务。...

    p.s.高产量博主,点个关注💓不迷路!

    目录

    I.TCP/IP五层协议栈

    II.七层OSI协议栈模型

    III.联系与区别


    I.TCP/IP五层协议栈

    首先介绍最广为流传的五层TCP/IP协议栈:

    1️⃣ 应用层:OSI参考模型中最靠近用户的一层,是为计算机用户提供应用接口,也为用户直接提供各种网络服务。我们常见应用层的网络服务协议有:HTTP,HTTPS,FTP,POP3、SMTP等。

    2️⃣ 运输层:运输层建立了主机端到端的链接,运输层的作用是为上层协议提供端到端的可靠和透明的数据传输服务,包括处理差错控制和流量控制等问题。该层向高层屏蔽了下层数据通信的细节,使高层用户看到的只是在两个传输实体间的一条主机到主机的、可由用户控制和设定的、可靠的数据通路。我们通常说的,TCP UDP就是在这一层。端口号既是这里的“端”。

    3️⃣ 网络层:本层通过IP寻址来建立两个节点之间的连接,为源端的运输层送来的分组,选择合适的路由和交换节点,正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。就是通常说的IP层。这一层就是我们经常说的IP协议层。IP协议是Internet的基础。

    4️⃣ 链路层:将比特组合成字节,再将字节组合成帧,使用链路层地址 (以太网使用MAC地址)来访问介质,并进行差错检测。链路层执行节点到节点的链路层帧的传输。

    5️⃣ 物理层:实际最终信号的传输是通过物理层实现的。通过物理介质传输比特流。规定了电平、速度和电缆针脚。常用设备有(各种物理设备)集线器、中继器、调制解调器、网线、双绞线、同轴电缆。这些都是物理层的传输介质。

    下图是五层协议封装分组的过程:


    II.七层OSI协议栈模型

    下面是七层OSI协议栈模型:

    1️⃣ 应用层:OSI参考模型中最靠近用户的一层,是为计算机用户提供应用接口,也为用户直接提供各种网络服务。我们常见应用层的网络服务协议有:HTTP,HTTPS,FTP,POP3、SMTP等。

    2️⃣ 表示层:表示层提供各种用于应用层数据的编码和转换功能,确保一个系统的应用层发送的数据能被另一个系统的应用层识别。如果必要,该层可提供一种标准表示形式,用于将计算机内部的多种数据格式转换成通信中采用的标准表示形式。数据压缩和加密也是表示层可提供的转换功能之一。

    3️⃣ 会话层:会话层就是负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话。该层的通信由不同设备中的应用程序之间的服务请求和响应组成。

    4️⃣ 传输层:传输层建立了主机端到端的链接,传输层的作用是为上层协议提供端到端的可靠和透明的数据传输服务,包括处理差错控制和流量控制等问题。该层向高层屏蔽了下层数据通信的细节,使高层用户看到的只是在两个传输实体间的一条主机到主机的、可由用户控制和设定的、可靠的数据通路。我们通常说的,TCP UDP就是在这一层。端口号既是这里的“端”。

    5️⃣ 网络层:本层通过IP寻址来建立两个节点之间的连接,为源端的运输层送来的分组,选择合适的路由和交换节点,正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。就是通常说的IP层。这一层就是我们经常说的IP协议层。IP协议是Internet的基础。

    6️⃣ 数据链路层:将比特组合成字节,再将字节组合成帧,使用链路层地址 (以太网使用MAC地址)来访问介质,并进行差错检测。数据链路层又分为2个子层:逻辑链路控制子层(LLC)和媒体访问控制子层(MAC)。 MAC子层处理CSMA/CD算法、数据出错校验、成帧等;LLC子层定义了一些字段使上次协议能共享数据链路层。 在实际使用中,LLC子层并非必需的。

    7️⃣ 物理层:实际最终信号的传输是通过物理层实现的。通过物理介质传输比特流。规定了电平、速度和电缆针脚。常用设备有(各种物理设备)集线器、中继器、调制解调器、网线、双绞线、同轴电缆。这些都是物理层的传输介质。


    III.联系与区别

    最后是它们的区别于联系:

    显然,对于TCP/IP五层协议栈的每一层都能在OSI找到与之对应的层,也就是说OSI多出了两层,分别是会话层和表示层,这两层其实被包含在了TCP/IP的应用层中。

    即:TCP/IP 应用层 = OSI 应用层 + 会话层 + 表示层 !🌟🌟🌟

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  • OSI七层协议大白话解读

    万次阅读 多人点赞 2018-08-02 16:59:48
    互联网的本质就是一系列的网络协议,这个协议就叫OSI协议(一系列协议),按照功能不同,分工不同,人为的分层七层。实际上这个七层是不存在的。没有这七层的概念,只是人为的划分而已。区分出来的目的只是让你明白...

    互联网的本质就是一系列的网络协议,这个协议就叫OSI协议(一系列协议),按照功能不同,分工不同,人为的分层七层。实际上这个七层是不存在的。没有这七层的概念,只是人为的划分而已。区分出来的目的只是让你明白哪一层是干什么用的。

    每一层都运行不同的协议。协议是干什么的,协议就是标准。

    实际上还有人把它划成五层、四层。

    七层划分为:应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

    五层划分为:应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

    四层划分为:应用层、传输层、网络层、网络接口层

    物理层:

    字面意思解释:物理传输、硬件、物理特性。在深圳的你与北京的朋友聊天,你的电脑必须要能上网,物理体现是什么?是不是接一根网线,插个路由器,北京的朋友那边是不是也有根网线,也得插个路由器。也就是说计算机与计算机之间的通信,必须要有底层物理层方面的连通,就类似于你打电话,中间是不是必须得连电话线。

    中间的物理链接可以是光缆、电缆、双绞线、无线电波。中间传的是电信号,即010101...这些二进制位。

    底层传输的010010101001...这些二级制位怎么才能让它有意义呢?

    要让这些010010101001...有意思,人为的分组再适合不过了,8位一组,发送及接收都按照8位一组来划分。接收到8位为一组的话,那么就可以按照这8位数来做运算。如果没有分组,对方接收的计算机根本就不知道从哪一位开始来做计算,也解析不了收到的数据。我发了16位你就按照16位来做计算吗?我发100位你就按照100位做计算吗?没什么意义是吧。因此要想让底层的电信号有意义,必须要把底层的电信号做分组。我做好8位一组,那么我收到数据,我就知道这几个8位做一组,这几个8位做一组。那么每个8位就可以得到一个确定的数。分组是谁干的活呢?物理层干不了,这个是数据链路层干的。

    数据链路层

    早期的时候,数据链路层就是来对电信号来做分组的。以前每个公司都有自己的分组方式,非常的乱,后来形成了统一的标准(标准就是协议),即以太网协议Ethernet。

    Ethernet规定

    一组电信号称之为一个数据包,或者叫做一个“帧”

    • 每一数据帧分成:报头head和数据data两部分

    head包含:(固定18个字节)

    • 发送者(源地址,6个字节)
    • 接收者(目标地址,6个字节)
    • 数据类型(6个字节)

    data包含:(最短46字节,最长1500字节)

    • 数据包的具体内容

    head长度+data长度=最短64字节,最长1518字节,超过最大限制就分片发送。

    这就像写信,发送者的地址(源地址)就是你家的地址,接收者地址(目标地址)就是对方的收信地址,你家的路由器就相当于邮局。其实在计算机通信中的源地址和目标地址指的是mac地址

    Mac地址的由来:

    head中包含的源和目标地址由来:Ethernet规定接入Internet的设备都必须具备网卡,发送端的和接收端的地址便是指网卡的地址,即Mac地址。

    每块网卡出厂时都被烧录上一个实际上唯一的Mac地址,长度为48位2进制,通常由12位16进制数表示,(前六位是厂商编码,后六位是流水线号)

    有了mac地址以后,计算机就可以通信了,假设一个教室就是一个局域网(隔离的网络),这个教室里面有几台计算机,计算机的通信和人的通信是一个道理,把教室里面的人都比作一个个计算机,假设教室里面的人都是瞎子,其实计算机就是瞎子的,计算机通信基本靠吼,现在我要找教室里面的飞哥要战狼2的片,然后我就吼一声,说我要找飞哥要战狼2的片,战狼2的片就属于我的数据,但是我在发的时候我是不是要标识我是谁,我要找谁,我是谁就是我的mac地址,我要找谁就是飞哥的mac地址,这两个地址做数据包的头部,再加上数据战狼2的片就构成了一个数据帧。

    这个数据包封装好以后就往外发,到物理层以后就全部转成二级制,往外发是怎么发的呢?就是靠吼。即“我是Edison,我找飞哥要战狼2的片”。这么吼了一嗓子以后,全屋子的人都能听到,这就是广播。

    计算机底层,只要在一个教室里(一个局域网),都是靠广播的方式,吼。

    局域网的理解:什么是互联网,互联网就是由一个个局域网组成,局域网内的计算机不管是对内还是对外都是靠吼,这就是数据链路层的工作方式-----广播。

    广播出去以后,所有人都听得见,所有人都会拆开这个包,读发送者是谁,接收者是谁,只要接收者不是自己就丢弃掉。对计算机来说,它会看自己的Mac地址,飞哥收到以后,他就会把片发给我,发送回来同样采用广播的方式了,靠吼。

    同一个教室(同一个局域网)的计算机靠吼来通信,那不同教室的计算机又如何?

    比如说局域网1的pc1与局域网2的pc10如何通信?你在教室1(局域网1)吼,教室2(局域网2)的人肯定是听不见的。这就是跨网络进行通信,数据链路层就解决不了这个问题了,这就得靠网络层出面了。

    在讲网络层之前,其实基于广播的这种通信就可以实现全世界通信了,你吼一声,如果全世界是一个局域网,全世界的计算机肯定可以听得见,从理论上似乎行得通,如果全世界的计算机都在吼,你想一想,这是不是一个灾难。因此,全世界不能是一个局域网。于是就有了网络层。

    网络层:

    网络层定义了一个IP协议,

    你想,我是这个教室的一个学生,我想找隔壁教室一个叫老王的学生,我也不认识老王,那怎么办,我吼?老王在另外一个教室肯定是听不到的。找教室的负责人,这个教室的负责人就负责和隔壁教室的负责人说话,说我们教室的有个学生要找你们教室的老王。往外传的东西交给负责人就可以了,内部的话上面已经提到,通过广播的方式,对外的东西广播失效。教室的负责人就是网关,网关即网络关口的意思。

    Mac地址是用来标识你这个教室的某个位置,IP地址是用来标识你在哪个教室(哪个局域网)。你要跨网络发包你是不是要知道对方的IP地址,比如你要访问百度,你肯定得知道百度服务器的IP地址。计算机在发包前,会判断你在哪个教室,对方在哪个教室,如果在一个教室,基于mac地址的广播发包就OK了;如果不在一个教室,即跨网络发包,那么就会把你的包交给教室负责人(网关)来转发。Mac地址及IP地址唯一标识了你在互联网中的位置。

    数据链路层中会把网络层的数据包封装到数数据链路层的数据位置,然后再添加上自己的包头,再发给物理层,物理层发给网关,网关再发给对方教室的网关,对方教室的网关收到后在那个教室做广播。

    在数据链路层看,数据封装了两层,跟玩俄罗斯套娃有点类似,一层套了一层。

    最终变成

    现在来看另一个问题,在吼之前怎么知道对方的Mac地址?这就得靠ARP协议。

    ARP协议的由来:在你找飞哥要片之前,你的先干一件事,想办法知道飞哥的Mac地址。即你的机器必须先发一个ARP包出去,ARP也是靠广播的方式发,ARP发送广播包的方式如下:

    局域网中怎么获取对方的Mac地址:

    肯定要知道对方的IP地址,这是最基本的,就像你要访问百度,肯定得知道百度的域名,域名就是百度的IP地址。自己的IP可以轻松获得,自己的Mac也轻松获取,目标Mac为12个F,我们叫广播地址,表达的意思是我想要获取这个目标IP地址172.16.10.11的机器的Mac地址。Mac为12个F代表的是一种功能,这个功能就是获取对方的MAC地址,计算机的Mac永远不可能是12个F。假设是在本教室广播,一嗓子吼出去了,所有人开始解包,只有IP地址是172.16.10.11的这个人才会返回他的Mac地址,其他人全部丢弃。发回来源Mac改成飞哥自己的Mac地址,同时把飞哥的Mac地址放在数据部分。

    跨网络怎么获取对方的Mac地址:

    通过IP地址区分,计算机运算判断出飞哥不在同一个教室,目标IP就变成了网关的IP了。网关的IP在计算机上配死了,可以轻松获取。

    这样网关就会把它的Mac地址返回给你,然后正常发包

    网关帮你去找飞哥,但对用户来说,我们根本就感觉不到网关的存在。

    传输层

    传输层的由来:网络层的ip帮我们区分子网,以太网层的mac帮我们找到主机,然后大家使用的都是应用程序,你的电脑上可能同时开启qq,暴风影音,等多个应用程序,

    那么我们通过ip和mac找到了一台特定的主机,如何标识这台主机上的应用程序,答案就是端口,端口即应用程序与网卡关联的编号。

    传输层功能:建立端口到端口的通信

    补充:端口范围0-65535,0-1023为系统占用端口

    tcp协议:

    可靠传输,TCP数据包没有长度限制,理论上可以无限长,但是为了保证网络的效率,通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度,以确保单个TCP数据包不必再分割。

    以太网头ip 头              tcp头              数据                                                    

     

    udp协议:

    不可靠传输,”报头”部分一共只有8个字节,总长度不超过65,535字节,正好放进一个IP数据包。

    以太网头ip头                     udp头                           数据              

     

     

    应用层

    应用层由来:用户使用的都是应用程序,均工作于应用层,互联网是开发的,大家都可以开发自己的应用程序,数据多种多样,必须规定好数据的组织形式 。

    应用层功能:规定应用程序的数据格式。

    例:TCP协议可以为各种各样的程序传递数据,比如Email、WWW、FTP等等。那么,必须有不同协议规定电子邮件、网页、FTP数据的格式,这些应用程序协议就构成了”应用层”。

     

     

     

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