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  • 四层和七层网络模型
    千次阅读
    2019-08-21 17:58:46

    网络模型有OSI七层模型和TCP/IP四层模型
    七层模式是在协议没有建立初提出的基础模型,而四层模型是协议建立之后创建的四层基础模型,四层具有实用性并且是按照七层的网络模型建立的,它们都包含了很多的协议。

    TCP/IP四层模型
    
    应用层 (HTTP协议,FTP协议,DNS协议,TELNET协议,SMTP协议,FINGER协议,WHOIS协议,IRC协议,GOPHER协议,USENET协议)
    传输层(TCP协议,UDP协议)
    网络层 (IP协议,ICMP协议)
    物理层 (ARP协议,RARP协议)
    
    OSI七层模型
    
    应用层 
    表示层 (FTP协议,加密)
    会话层 (RPC协议,SQL协议)
    传输层 (TCP协议,UDP协议)
    网络层 (IP协议)
    数据链路层 (ATM协议,FDDI协议)
    物理层
    

    ARP协议:地址解析协议,建立在互相信任的主机上,当通过以太网发送数据包时,只知道ip的报文,不知道mac,所以就必须用到ARP协议,ip和mac之间解析发送。

    RARP协议:反向地址解析协议,发出广播信息,请求RARP服务器到对应RARP服务器产生应答并分配一个ip,进行缓存,发送数据,无盘工作站就是这样的原理。

    IP协议:IP与网络接口之间发送数据包,不靠谱,IP不能确认数据包的完整及顺序。
    ICMP:用来传送IP的控制信息,ping服务。

    TCP协议:如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包,那么IP将把它们向“上”传送到TCP层。

    UDP协议:UDP主要用于那些面向查询一应答的服务,例如NFS。使用UDP的服务包括NTP(网络时间协议)和DNS(DNS也使用TCP)。

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  • 网络七层模型四层模型区别

    千次阅读 2019-02-21 12:00:00
    网络四层模型七层模型简化合并而来。 作者:麦索 链接: https://juejin.im/post/59a0472f5188251240632f92 来源:掘金 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

    转载自:https://juejin.im/post/59a0472f5188251240632f92

    作为一个 Web 程序员?‍?‍,对于网络模型你应该了解,知道网络到底是怎么进行通信的,进行工作的,为什么服务器能够接收到请求,做出响应。这里面的原理应该是每个 Web 程序员应该了解的。

    网络模型历史及起源

    网络模型不是一开始就有的,在网络刚发展时,网络协议是由各互联网公司自己定义的,比如那时的巨头网络公司 IBM、微软、苹果、思科等等,他们每家公司都有自己的网络协议,各家的协议也是不能互通的,那时候大家觉得这是可以的,但对消费者来说这实际上是技术垄断,因为你买了苹果的设备就不能用微软的设备,因为他们的协议不是一样的,没有统一的标准来规范网络协议,都是这些公司的私有协议。

    这样大大的阻碍了互联网的发展,为了解决这个问题,国际标准化组织 1984 提出的模型标准,简称 OSI(Open Systems Interconnection Model),这是一个标准,并非实现。

    TCP/IP 协议就是基于此模型设计。

    OSI 模型

    OSI 模型是从上往下的,越底层越接近硬件,越往上越接近软件,这七层模型分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

    这种分层模型是我们计算机科学中常用的方法,分层直接通过规定好的接口进行交互,每一层其实对它的上层或下层都是一个黑盒,其实它的上层和下层也不关心它内部的实现,只关心它们之间进行交互的接口,接口是规定的信息,要给到什么都是规定好的。

    这种分层模型的好处就是可以对任何一层进行独立升级、优化,只要保持接口不变那么这个模型整体就不会有问题,比如说物理层从以太网线到光纤,我们的网络速度大大提高,但是整个技术革新的时候,其他层是没有做更多工作的,工作只在物理层完成。这样做的好处也同时提高了我们技术的发展革新速度。

    分层功能职责

    • 物理层:底层数据传输,如网线;网卡标准。
    • 数据链路层:定义数据的基本格式,如何传输,如何标识;如网卡MAC地址。
    • 网络层:定义IP编址,定义路由功能;如不同设备的数据转发。
    • 传输层:端到端传输数据的基本功能;如 TCP、UDP。
    • 会话层:控制应用程序之间会话能力;如不同软件数据分发给不同软件。
    • 标识层:数据格式标识,基本压缩加密功能。
    • 应用层:各种应用软件,包括 Web 应用。

    数据交互

    我们简化模型,假设有 计算机 A 和 计算机 B 要进行信息交互,比如 A 上开发了一个网页,需要 B 去访问。B 发出一个请求给 A,那么请求数据从 B 的 应用层开始向下传到表示层、再从表示层传到会话层直到物理层,通过物理层传递到 A ,A 的物理层接到请求后将请求向上传递到自己的应用层,应用层再将要请求的数据向自己的物理层方向传递然后 B 接到数据传递数据到自己的应用层。这里简化理解,我们去除了三次握手四次挥手的逻辑。

    数据就是这样在计算机和网络中进行传递的。这其中做的工作就是每层进行层层解包和附加自己所要传递的信息,术语叫做报头。

    在四层,既传输层数据被称作段(Segments);三层网络层数据被称做包(Packages);二层数据链路层时数据被称为帧(Frames);一层物理层时数据被称为比特流(Bits)。

    TCP/IP 模型将 OSI 模型由七层简化为四层,传输层和网络层被完整保留,因此网络中最核心的技术就是传输层和网络层技术。

    TCP/IP 协议中每层技术举例:

    网络访问层:ARP、RARP

    互联网层:ICMP、IP

    传输层:TCP、UDP

    应用层:DNS、FTP、HTTP、SMTP、TELNET、IRC、WHOIS

    总结

    网络七层模型是一个标准,而非实现。

    网络四层模型是一个实现的应用模型。

    网络四层模型由七层模型简化合并而来。

    作者:麦索
    链接:https://juejin.im/post/59a0472f5188251240632f92
    来源:掘金
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  • 【计算机网络】OSI七层模型和TCP/IP四层模型

    千次阅读 多人点赞 2019-08-16 16:06:14
    OSI七层模型和TCP/IP四层模型概述OSI七层模型和TCP/IP四层模型的对应二者的差别数据封装过程数据传输过程协议栈及概念应用层传输层网络层数据链路层物理层 概述 ISO是国际标准化组织, 该组织对网络体系结构进行了...

    概述

    ISO是国际标准化组织, 该组织对网络体系结构进行了充分的讨论, 最终制定出了OSI七层网络模型, 旨在将复杂的网络结构标准化, 规范化.

    虽然OSI参考模型是计算机网络协议的标准,但由于其开销太大,所以真正采用它的情况并不多。

    TCP/IP始于美国国防, 因为其低成本, 开放性从而得迅速流行, 目前得到了广泛的应用. TCP/IP已经成为了实际上的"国际标准".

    OSI七层模型和TCP/IP四层模型的对应

    OSI七层模型功能TCP/IP四层模型
    应用层为用户提供接口和各种网络服务应用层
    表示层数据的表现形式,如编码, 加密和压缩等应用层
    会话层管理、同步通信的会话应用层
    传输层传输的可靠性, 错误的监测, 流量控制传输层
    网络层提供逻辑地址 选路 规划IP地址网络层
    数据链路层成帧 用MAC地址访问媒介 差错监测和修正数据链路层
    物理层设备间的比特流传输, 物理接口电气特性数据链路层

    二者的差别

    共同点

    • OSI和TCP/IP模型都采用了层次的概念
    • 都能够提供面向连接和无连接两种通信机制

    不同点

    • OSI可靠性更高
    • OSI具有通用性, TCP/IP时现有协议然后建立模型, 不适用于非TCP/IP网络
    • OSI只是理论上的模型, 并没有成熟的产品, 而TCP/IP已经成为国际上使用的主流.

    在这里插入图片描述

    数据封装过程

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    数据传输过程

    在这里插入图片描述

    协议栈及概念

    应用层

    • DHCP(动态主机分配协议)
    • DNS (域名解析)
    • FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议
    • HTTP (Hypertext Transfer Protocol)超文本传输协议
    • POP3 (Post Office Protocol 3)即邮局协议的第3个版本
    • SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)即简单邮件传输协议
    • SSH (Secure Shell)安全外壳协议
    • SSL: 安全套接字层协议;
    • TELNET 远程登录协议
    • RPC (Remote Procedure Call Protocol)(RFC-1831)远程过程调用协议

    传输层

    • TCP(Transmission Control Protocol)传输控制协议
    • UDP (User Datagram Protocol)用户数据报协议

    网络层

    • IP(IPv4 · IPv6) Internet Protocol(网络之间互连的协议)
    • ARP : Address Resolution Protocol即地址解析协议,实现通过IP地址得知其物理地址。
    • RARP :Reverse Address Resolution Protocol 反向地址转换协议允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。
    • ICMP :(Internet Control Message Protocol)Internet控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议,用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。
    • IGMP :Internet 组管理协议(IGMP)是因特网协议家族中的一个组播协议,用于IP 主机向任一个直接相邻的路由器报告他们的组成员情况。
    • IPsec:“Internet 协议安全性”是一种开放标准的框架结构,通过使用加密的安全服务以确保在 Internet 协议 (IP) 网络上进行保密而安全的通讯。

    数据链路层

    802.11 802.16 Wi-Fi WiMAX ATM DTM 以太网 帧中 PPP

    物理层

    以太网物理层 调制解调器 光导纤维 同轴电缆 双绞线

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    目录

    一、OSI七层模型

    1.1 七层模型

    1.2 每层对应的功能及协议

    1.3 为什么使用分层网络模型(分层的好处)

    1.4 数据在各层之间的传递过程

    二、TCP/IP协议栈(四层模型)

    2.1 OSI七层模型和TCP/IP四层模型的区别

    三、五层模型

     


    一、OSI七层模型

    OSI(Open System Interconnection),意为开放式系统互联。

    为了使全世界不同体系结构的计算机能够互联,国际化标准组织ISO提出开放系统互联基本参考模型,简称OSI,即所谓的7层协议体系结构。

    (旧模式:只有同种厂商的电脑可以实现通信(专有产品)。

           解决:OSI七层模型,实现不同体系结构计算机的互联)

    1.1 七层模型

    OSI七层参考模型的各个层次的划分遵循下列原则:

    1. 同一层中的各网络节点都有相同的层次结构,具有同样的功能。
    2. 同一节点内相邻层之间通过接口(可以是逻辑接口)进行通信。
    3. 七层结构中的每一层使用下一层提供的服务,并且向其上层提供服务。(例如:数据链路层使用物理层提供的服务)
    4. 不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。
       

    1.2 每层对应的功能及协议

    1)物理层:利用传输介质(网线、光纤、同轴电缆)为数据链路层提供物理连接实现比特流的透明传输尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异,使其上面的数据链路层不必考虑网络的具体传输介质是什么。 (比特)

    协议:IEEE802.3 以太网协议和物理层规范

    物理层并不是物理媒体本身,物理层的媒体(传输介质、物理设备)包括电缆、光纤等。正因为物理媒体会有很多差异,所以物理层的作用正是尽可能地屏蔽这些差异,使上面的数据链路曾感觉不到这些差异。其主要任务就是确定与传输媒体的接口有关的一些特性,如机械特性、电气特性等。在这一层,数据的单位为比特

    2)数据链路层:封装成帧、透明传输、差错检测 (帧)

    协议:地址解析协议ARP、逆向地址解析协议RARP、点对点协议PPP

    封装成帧:就是在数据前后分别添加首部和尾部,这样就构成了 帧。(在网线上,数据是以电信号的形式传输;在光纤上,数据以光信号的形式传输。因此数据链路层对数据进行了格式化以进行传输(封装成帧))

    透明传输:用字节填充法(在非帧边界的控制字符插入转义字符)解决透明传输的问题。

    差错检测:传输过程中可能会出现差错(比特差错),为保证可靠性,在数据链路层广泛使用了循环冗余检验CRC的检错技术

     

    数据链路层使用的信道主要有两种类型:

    1. 点对点信道:也就是字面意思,点对点得通信方式。
    2. 广播信道:这种信道是一对多的方式,所以整个过程也比较复杂。必须使用一些信道协议来协调网络中的主机数据发送。

    具体工作:接收来自物理层的比特流形式的数据,并封装成帧,传送到上一层;同样,也将来自上层的数据帧,拆装为比特流形式的数据转发到物理层;并且,还负责处理接收端发回的确认帧的信息,以便提供可靠的数据传输。

    3)网络层:通过路由选择算法,为数据包选择最适当的路径。(数据包)

    协议:网络协议IP、地址解析协议ARP、互联网控制信息协议ICMP、互联网组管理协议IGMP

    如果我有多台计算机,怎么找到我要发的那台?或者,A要给F发信息,中间要经过B,C,D,E,但是中间还有好多节点如K.J.Z.Y。我怎么选择最佳路径?这就是路由要做的事。

    注意:数据链路层是解决同一网络内节点之间的通信,而网络层主要解决不同子网间的通信。

    4)运输层:提供端到端的连接。(报文段) 

    协议:传输控制协议TCP、用户数据报协议UDP

    5)会话层:建立和管理应用程序之间会话。

    协议:安全套接字协议SSL、传输层安全协议TLS

    例如:A和B通过QQ进行聊天时,A手机上的QQ和B手机上的QQ建立了会话。(同一应用程序之间)

    6)表示层:把应用层提供的信息变换为能够共同理解的形式,提供字符代码、数据格式、控制信息格式、加密等的统一表示。

    协议:外部数据表示协议XDP

    例1:由于用户程序中的数据类型(整型或实型、有符号或无符号等)有不同的表示方式,因此,在设备之间需要具有在不同字符集或格式之间转换的功能。 

    例2:两个通信主机之间采用不同的编码方式,需要通过表示层来完成这种转换,实现编码的同一。

    7)应用层:直接向用户提供服务,完成用户希望在网络上完成的各种工作​​​​​​​。

    协议:支持万维网应用的HTTP协议、支持电子邮件的SMTP协议、支持文件传送的FTP协议DNS(域名解析)邮局协议POP3,安全套接字协议Socks,简单网络管理协议SNMP,TCP/IP终端仿真协议Telnet

    1.3 为什么使用分层网络模型(分层的好处)

    1. 各层之间是独立的,每一层向上和向下通过层间接口提供服务,无需暴露内部实现
    2. 灵活性好
    3. 结构上可分割
    4. 易于实现和维护
    5. 能促进标准化工作

    1.4 数据在各层之间的传递过程

     1)发送方发送数据、接收方接收数据

           

    2)对等通信

    二、TCP/IP协议栈(四层模型)

    TCP/IP包含很多协议(协议簇)

    preview

    2.1 OSI七层模型TCP/IP四层模型的区别

    1. OSI七层协议分别为物理层,数据链路层网络层,传输层,会话层,表示层,应用层;TCP/IP四层协议分别为网络接口层网际层IP,运输层,应用层
    2. OSI是一种理论模型,而TCI/IP已经被广泛使用,成为网络互连实际上的标准。
    3. OSI7层模型是一个大而全的理论模型、TCP/IP(参考)模型侧重一些核心的协议的分层,是由实际应用发展总结出来的。
    4. OSI先有模型,后有协议,先有标准,后进行实践,而TCP/IP则相反。
    5. OSI协议实现起来过分复杂,而且运行效率低层次划分不合理,很多功能在多个层次重复出现

    三、五层模型

    1. 五层模型只出现在计算机网络学习教学过程中
    2. 是对七层模型和四层模型的一个折中,及综合了OSI和TCP/IP 体系结构的优点,这样既简洁又能将概念阐述清楚。
    3. 5层模型从上到下包含:应用层、传输层、网络层、数据链路层和网络层。

     

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