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  • 网络五层协议与每层对应的协议
    2020-09-13 23:19:02

    五层协议

    物理层–数据链路层–网络层–传输层–应用层 (会话层、表示层)

    物理层

    为数据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。

    • 包括的协议:
      1000BASE-SX、1000BASE-LX、1000BASE-CX

    数据链路层

    • 数据链路层:
      为网络层提供数据传送服务
    • 包括的协议:
      点对点协议 PPP:
      CSMA/CD 协议:具有冲突检测的载波监听多点接入协议,特点是:发送前先监听、边发送边监听,一旦发现总线上出现了碰撞就立即停止发送,然后按退避算法等待一段随机时间后再次发送

    Frame Relay, HDLC, PPP, IEEE 802.3/802.2, FDDI, ATM, IEEE 802.5/802.2

    网络层

    • 网络层:
      路由选择和中继.
      激活,终止网络连接.
      在一条数据链路上复用多条网络连接,多采取分时复用技术 .
      差错检测与恢复.
      排序,流量控制.
      服务选择.
      网络管理

    • 包括的协议:
      网际协议 IP
      地址解析协议 ARP
      网际控制报文协议 ICMP

      IP、ICMP、ARP、RARP、IGMP

    传输层

    • 传输层:
      传输层是两台计算机经过网络进行数据通信时,第一个端到端的层次,具有缓冲作用
    • 包括的协议: -
      TCP UDP SPX

    应用层

    • 应用层:
      应用层向应用程序提供服务
    • 包括的协议: -
      HTTP, DNS, SMTP,FTP ,Telnet ,SNMP,POP3
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  • 计算机网络的五层协议

    千次阅读 2020-05-23 22:50:33
    1.物理的基本概念:(在物理上所传数据单位是比特。物理的任务就是透明地传送比特流) 物理的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性,即: 机械特性 指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目...

     

    1.物理层的基本概念:数据单位:比特(在物理层上所传数据的单位是比特。物理层的任务就是透明地传送比特流)

    物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性,即:

    机械特性    指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。

    电气特性    指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。

    功能特性    指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。

    过程特性    指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

    2.数据链路层的基本概念:数据单位:帧(常简称为链路层,我们知道,两个主机之间的数据传输,总是在一段一段的链路上传送的,也就是说,在两个相邻结点之间传送数据是直接传送的(点对点),这时就需要使用专门的链路层的协议)

    数据链路层使用的信道方式主要有以下两种类型:

    点对点信道。这种信道使用一对一的点对点通信方式。

    广播信道。这种信道使用一对多的广播通信方式,因此过程比较复杂。

    广播信道上连接的主机很多,因此必须使用专用的共享信道(接入控制)协议来协调这些主机的数据发送。

    3.网络层的基本概念:数据单位:数据报

    网络层(network layer)主要包括以下两个任务:

    (1) 负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时,网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。在TCP/IP体系中,由于网络层使用IP协议,因此分组也叫做IP数据报,或简称为数据报。

    (2) 选中合适的路由,使源主机运输层所传下来的分组,能够通过网络中的路由器找到目的主机。

    4.运输层的基本概念:数据单位:报文段/用户数据报(负责向两个主机中进程之间的通信提供服务)

    从通信和信息处理的角度看,运输层向它上面的应用层提供通信服务,它属于面向通信部分的最高层,同时也是用户(应用访问)功能中的最低层。 当网络的边缘部分中的两个主机使用网络的核心部分的功能进行端到端的通信时,只有位于网络边缘部分的主机的协议栈才有运输层,而网络核心部分中的路由器在转发分组时都只用到下三层的功能。 

    运输层主要使用以下两种协议: 
    (1) 传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol):面向连接的,数据传输的单位是报文段,能够提供可靠的交付。 
    (2) 用户数据包协议UDP(User Datagram Protocol):无连接的,数据传输的单位是用户数据报,不保证提供可靠的交付,只能提供“尽最大努力交付”。

    5.应用层的基本概念:(是体系结构中的最高。直接为用户的应用进程(例如电子邮件、文件传输和终端仿真)提供服务。)

    每个应用层协议都是为了解决某一类应用问题,而问题的解决又往往是需要通过位于不同主机中的多个应用进程之间的通信和协同工作来完成的。

    应用层的具体内容就是规定应用进程在通信时所遵循的协议。

    应用层的许多协议都是基于客户服务器方式。

    客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。

    客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。客户是服务请求方,服务器是服务提供方。  

     

     

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  • 1.1 七模型的功能分层功能应用网络服务与最终用户的一个接口表示层数据的表示、安全、压缩会话建立、管理、压缩传输层定义传输数据协议端口号,以及流控和差错校验网络进行逻辑地址的寻址,...

    一、 OSI参考模型

    国际标准化组织(ISO)在1984年颁布了开放系统互连参考模型(OSI),这是一个开放式的体系结构,将网络分为了七层。这七层分别是应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。

    1.1 七层模型的功能

    分层

    功能

    应用层

    网络服务与最终用户的一个接口

    表示层

    数据的表示、安全、压缩

    会话层

    建立、管理、压缩

    传输层

    定义传输数据的协议端口号,以及流控和差错校验

    网络层

    进行逻辑地址的寻址,实现不同网络之间的路径选择

    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

    七层模型中的不同的每一层都有各自不同的功能,但是他们之间又相互联系,紧密配合,使网络空间得以正常运行。

    1.2 七层模型每层的定义与解释

    90a0588360796aa1b8ce53a9df49360a.png

    根据图片可以看出:

    应用层、表示层和会话层属于应用层面;

    传输层和网络层属于逻辑层面;

    数据链路层和物理层属于硬件层面。

    网络层及以下的通信为点对点的通信,可以理解为主机对主机的通信。

    传输层的通信则为端对端的通信,可以理解为同一软件在不同终端上的通信。

    注意:IP地址可变更,而MAC地址具有唯一性,不可变更。

    但是随着时代的发展,OSI七层模型逐渐被TCP/IP五层模型所取代,即将OSI七层模型中的应用层,表示层和会话层合并成应用层。如下图所示:

    482064a2671f47ddde3fb4851946e0e9.png

    二、5G协议

    三种协议族:(TCP、UDP、IP)

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    三、各层的PDU协议数据单元

    数据单元

    传输层

    数据段

    网络层

    数据包

    数据链路层

    数据帧

    物理层

    比特流(Bits)

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    四、传输数据的封装与解封装

    1.1 封装过程

    因每一层的传输数据单元不同,所以需要封装TCP报文头部,以此使下一层能够看懂识别。

    传输层:传输层有TCP/IP两个协议,TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)。TCP协议传输更加稳定可靠,UDP协议传输效率更高。所以,上层数据到达传输层后需要封装TCP头部或者UDP头部。

    网络层:同理,上层数据到达这里需要封装IP头部。

    TCP/IP定义了网络互联协议(IP)(英文是Internet Protocol)。而IP又由四个支撑协议组成:ARP(地址解析协议),RARP(逆地址解析协议),ICMP(网际控制报文协议)和IGMP(网际组管理协议)。

    数据链路层:同理,上层数据到此需要封装MAC头部。

    物理层:到达物理层就直接由计算机通过信号接收了。

    下图就是封装的过程:

    e038b07eb71931b34c92adb47eb029e9.png

    1.2 解封装过程

    解封装就是将封装过程逆向进行,这边就不赘述了。可以通过下图直观了解。

    下图为解封装过程:

    e40ef680c5a0f66ad012c99f5112b3ad.png

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  • 网络协议分层: 链路层:有时也称作链路层或网络接口层,通常包括操作...在TCP/IP协议簇中,网络层协议包括IP协议,ICMP协议(Internet互联网控制报文协议)、以及IGMP协议(Internet组管理协议)(ps:分片是在网络...

    网络协议分层:
        链路层:有时也称作链路层或网络接口层,通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。他们一起处理与电缆的物理接口细节。
        网络层:有时也称为互联网层,处理分组在网络中的活动,例如分组的选路。在TCP/IP协议簇中,网络层协议包括IP协议,ICMP协议(Internet互联网控制报文协议)、以及IGMP协议(Internet组管理协议)(ps:分片是在网络成上发生的。)
    传输层:主要为了两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议簇中,有两个互不想通的传输协议,TCP(传输控制协议)UDP(用户数据协议)TCP为两台主机提供高可靠性的数据通信。它所做的工作包括把应用程序交给他的数据分成合适的大小块交给下面的网络层,确认接收到的分组,设置发送最后确认分组的超时时钟等。由于传输层提供了高可靠性的端到端的通信,因此应用层可以忽略所有的这些细节。UDP它只是把称作数据的分组从一个主机发送到另一个主机,但并不保证该数据报能到达另一端。任何必需的可靠性必需由应用层来提供。(这一层也出出现分片的现象,正是传输层的分片使得网络层尽可能不出现分片的现象分片分段关系)
            应用层:负责处理特定的应用程序细节。例如telnet 远程登录;FTP文件传输协议;SMTP简单邮件传输协议;SNMP简单网络管理协议。
            简而言之:链路层是i处理以太网帧和物理传输媒介的关系;网络层处理上层数据的分组;传输层提供端到端的通信,提供用户使用哪种协议。
            在TCP/IP协议簇中,网络层IP提供的是一种不可靠的服务。也就是说,它只是尽可能快的把分组从源节点送到目的节点,但是并不提供任何可靠性保证。另一方面,TCP在不可靠的IP层上提供了一个可靠的传输层,为了提供这种可靠的服务,TCP采用了超时重传、发送和接收端的确认分组等机制。传输层和网络层分别负责不同的功能。
            ICMP是IP协议的附属协议。IP层用它来与其他主机或路由器交换错误报文和其他重要信息。主要被IP使用,但也有直接使用此协议的,例如Ping和traceroute
            IGMP是Internet组管理协议。它用来把一个UDP数据报多播到多个主机上。
            当应用程序用TCP传送数据时,数据被送入协议栈中,然后逐个通过每一层直到被当做一串比特流送入网络。其中每一层对收到的数据都要增加一些首部信息(有时还要增加尾部信息)。TCP传给IP的数据单元称作TCP报文段或简称TCP段(TCP segment)。IP传给网络接口层的数据单元称作IP数据报(IP datagram)。通过以太网传输的比特流称作帧(Frame).以太网数据帧的物理特性是其长度必须在46~1500字节之间。(这个数字是以太网帧的负载。不包括以太网栈的首位长度、间隙等)
            IP和网络接口层之间传送的数据单元应该是分组(packet).分组既可以是一个IP数据报,也可以是IP数据报的一个片(fragment)
            由于TCP、UDP、ICMP和IGMP都要想IP传送数据,因此IP必须在生成的IP首部中加入某种标志,以表明数据属于那一层。因此,IP在首部中存入一个长度为8bit的数值,称为协议域。1表示ICMP协议,2表示IGMP协议,6表示为TCP协议,17为UDP协议。
            telnet的TCP端口号为:23
            tftp的端口号为:69
            以太网、令牌环网、点对点的链接和FDDI这些都是不同类型的物理网络。
            网线、集线器 -----工作在物理层
            网桥、网卡、交换机-----工作在数据链路层
            路由器-----工作在网络层

    从协议分层模型方面来讲,TCP/IP由四个层次组成:数据链路层、网络层、传输层、应用层

    一、数据链路层

       数据链路层是负责接收IP数据报并通过网络发送之,或者从网络上接收物理帧,抽出IP数据报,交给IP层。 传输有地址的帧以及错误检测功能 。

            一、流量控制,有基于反馈的流控制和基于速率的流控制。

            二、错误检测盒纠正

            在这一层,数据的单位称为帧(frame)

    二、网络层

      负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。   

           一、处理来自传输层的分组发送请求,收到请求后,将分组装入IP数据报,填充报头,选择去往信宿机的路径,然后将数据报发往适当的网络接口。   

           二、处理输入数据报:首先检查其合法性,然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机,则去掉报头,将剩下部分交给适当的传输协议;假如该数据报尚未到达信宿,则转发该数据报。   

            三、处理路径、流控、拥塞等问题。(其中拥塞控制是通过ICMP传递的)   网络层包括:IP(Internet Protocol)协议、ICMP(Internet Control Message Protocol)   控制报文协议、ARP(Address Resolution Protocol)地址转换协议、RARP(Reverse ARP)反向地址转换协议。   IP是网络层的核心,通过路由选择将下一跳IP封装后交给接口层。IP数据报是无连接服务。   ICMP是网络层的补充,可以回送报文。用来检测网络是否通畅。   Ping命令就是发送ICMP的echo包,通过回送的echo relay进行网络测试。   ARP是正向地址解析协议,通过已知的IP,寻找对应主机的MAC地址。   RARP是反向地址解析协议,通过MAC地址确定IP地址。比如无盘工作站和DHCP服务。在这一层,数据的单位称数据包(packet)

    三、传输层

    网络层负责点到点(point-to-point)的传输(这里的"点"指主机或路由器),而传输层负责端到端(end-to-end)的传输(这里的"端"指源主机和目的主机)  

    提供应用程序间的通信。其功能包括:

           一、格式化信息流;

           二、提供可靠传输。为实现后者,传输层协议规定接收端必须发回确认,并且假如分组丢失,必须重新发送。   

           传输层协议主要是:传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)和用户数据报协议UDP(User Datagram protocol)。在这一层,数据的单位称为段

    四、应用层

      向用户提供一组常用的应用程序,比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。   应用层一般是面向用户的服务。如FTP、TELNET、DNS、SMTP、POP3。   

    FTP(File Transmision Protocol)是文件传输协议,一般上传下载用FTP服务,数据端口是20H,控制端口是21H。   

    Telnet服务是用户远程登录服务,使用23H端口,使用明码传送,保密性差、简单方便。   

    DNS(Domain Name Service)是域名解析服务,提供域名到IP地址之间的转换。   

    SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)是简单邮件传输协议,用来控制信件的发送、中转。    

    POP3(Post Office Protocol 3)是邮局协议第3版本,用于接收邮件。

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