网络分层(OSI七层模型、TCP/IC四层/五层模型)

时间:2024-04-05 20:18:07

转自:https://blog.csdn.net/yuiop123455/article/details/107486126

一、OSI七层模型

OSI七层模型概念

  • OSI(Open System Interconnection,开放系统互连)七层网络模型称为开放式系统互联参考模型。
  • 把网络从逻辑上分为了7层. 每一层都有相关、相对应的物理设备。
  • OSI七层网络模型最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输。

OSI七层模型分别是

网络分层(OSI七层模型、TCP/IC四层/五层模型)

  • 第一层 (物理层): 是以0 101的二进制数据进行发送到网络其他设备中的
  • 第二层 (数据链路层): 实现网络互联,连接到不同的主机,不同主机之间还要进行数据传输
  • 第三层 (网络层): 网络地址IP使用,通过路由器传送到对应的地方
  • 第四层 (传输层): TCP/UDP协议:都是属于操作系统
  • 第五层 (会话层): 通信管理,负责建立和断开通信连接。
  • 第六层 (表示层): 主要是应用程序的沟通,包括FTP文件传输协议等
    七层模型在落地时第五层(会话层)和第六层(表示层)实现不了,它既复杂又不实用; 所以我们按照TCP/IP五层模型来讲解。
    OSI七层模型去掉会话层和表示层就成为TCP/IP的五层模型了

二、TCP/IP五层模型(四层模型没有物理层)

TCP/IP五层模型分别是:

TCP/IP通讯协议采用了5层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。
网络分层(OSI七层模型、TCP/IC四层/五层模型)

  1. 物理层:负责光/电信号的传递方式. 比如现在以太网通用的网线(双绞 线)、早期以太网采用的的同轴电缆(现在主要用于有线电视)、光纤, 现在的wifi无线网使用电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等. 集线器(Hub)工作在物理层.
  2. 数据链路层: 负责设备之间的数据帧的传送和识别. 例如网卡设备的驱动、帧同步(就是说从网线上检测到什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(如果检测到冲突就自动重发)、数据差错校验等工作. 有以太网、令牌环网, 无线LAN等标准. 交换机(Switch)工作在数据链路层.
  3. 网络层:负责地址管理和路由选择. 例如在IP协议中, 通过IP地址来标识一台主机, 并通过路由表的方式规划出两台主机之间的数据传输的线路(路由). 路由器(Router)工作在网路层.
  4. 传输层: 负责两台主机之间的数据传输. 如传输控制协议 (TCP), 能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机.
  5. 应用层: 负责应用程序间沟通,如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Telnet)等. 我们的网络编程主要就是针对应用层.

各层代表硬件:

  1. 对于一台主机, 它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容;如果主机是应用层,七层模型都可以进行数据解析/格式化。
  2. 对于一台路由器, 它实现了从网络层到物理层;网络层以内的所有层都可以解析数据/格式化(物理层、数据链路层、网络层)。
  3. 对于一台交换机, 它实现了从数据链路层到物理层;交换机在真实数据上不会进行数据包装而是直接发送,而路由器则会将数据链路层的数据帧进行包装.
  4. 对于集线器, 它只实现了物理层;作用只是转发数据

各种协议:

  • IP协议: 定位网络中某一台主机。在网络层包装IP地址。
  • HTTP协议: 网络通信协议(坟本传输协议)
  • FTP协议: 文件上传协议
  • SMTP协议: 发送邮件协议
  • DNS协议: 域名解析协议
  • Telnet协议: 网络远程访问协议
  • ARP协议: 建立IP地址与MAC地址的映射。
  • TCP/UDP协议: 传输控制协议

MAC地址、IP地址、Port端口号:

IP地址

  • 为互联网中的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,来和物理地址区分。
  • 在网络中唯一标识一台主机,保证了用户在连网的计算机上操作时,能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。IP地址的表示:
  • 我们通常也使用 “点分十进制” 的字符串表示IP地址, 例如 192.168.0.1 ; 用点分割的每一个数字表示一个字节, 范围是 0 - 255;
  • IP地址分类: IPV4/IPV6
    IPv4采用32位地址长度,只有大约43亿个地址,而IPv6采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供地址

MAC地址:

  • MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点,硬件设备来找主机是通过MAC地址来找的。
  • 长度为48位, 及6个字节. 一般用16进制数字加上冒号的形式来表示(例如: 08:00:27:03:fb:19)
  • 在网卡出厂时MAC地址就确定了, 不能修改. mac地址通常是唯一的(虚拟机中的mac地址不是真实的mac地址, 可能会冲突; 也有些网卡支持用户配置mac地址)

Port端口号:

  • 端口号(port)是传输层协议的内容,端口号是一个32位的整数;

  • 端口号用来标识一个进程, 告诉操作系统, 当前的这个数据要交给哪一个进程来处理;

  • 一个进程可以绑定多个端口号; 但是一个端口号不能被多个进程绑定;

  • 端口号范围:

    • 0-1023:知名端口号, HTTP, FTP, SSH等这些广为使用的应用层协议,他们的端口号都是固定的.
    • 1024- 65535:操作系统动态分配的端口号.客户端程序的端口号,就是由操作系统从这个范围分配的.
  • 认识知名端口号(Well-Know Port Number)
    有些服务器是非常常用的, 为了使用方便, 人们约定一些常用的服务器, 都是用以下这些固定的端口号,我们自己写一个程序使用端口号时, 要避开这些知名端口号:

    • ssh服务器, 使用22端口
    • ftp服务器, 使用21端口
    • telnet服务器, 使用23端口
    • http服务器, 使用80端口
    • https服务器, 使用443

IP地址 + 端口号能够标识网络上的某一台主机的某一个进程;

MAC地址与IP地址的区别

  • IP是程序中使用的,MAC是硬件使用的;
  • Ip使应用程序远程定位的主机,MAC地址是通过一个个硬件定位的坐标
  • MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点,硬件设备来找主机是通过MAC地址来找的