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理解七层网络协议

news 2025/7/8 0:07:47

osi体系结构

上三路（管数据）

应用层

通过http等，把传输的格式，数据打包

  • 处理网络应用。直接为端用户服务，提供各类应用过程的接口和用户接口。
  • 例如：HTTP、Tenlent、FTP、SMTP、NFS等。基于TCP的FTP、HTTP等都是可靠传输。基于UDP的TFTP、DHCP、DNS等都是不可靠传输
    1. FTP:可靠的文件传输协议，用于因特网上的控制文件的双向传输。
    2. HTTP：超文本传输协议，用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议。使用SSL加密后的安全网
      页协议为HTTPS。
    3. SMTP（发送方）和POP3（邮件接收方）:简单邮件传输协议，是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则，邮件报文采用ASCII训格
      式表示
    4. Telnet：远程连接协议，是因特网远程登录服务的标准协议和主要方式。
    5. TFTP：不可靠的、开销不大的小文件传输协议。使用超时重传方式来保证数据的到达。
    6. SNMP：简单网络管理协议，由一组网络管理的标准协议，包含一个应用层协议、数据库模型和一组资源对象。该协议能够支持网络管理系统，泳衣监测连接到网络上的设备是否有任何引起管理师行关注的情况。
    7. DHCP:动态主机配置协议，基于UDP,基于C/S模型，为主机动态分配P地址，有三种方式：固定分配、动态分配、自动分配。
    8. DNS：域名解析协议，通过域名解析出P地址。
  • 主要设备：网关

表示层

表示要传输的数据的格式（jpg或des加密数据等）

  • 数据表示。使应用层可以根据其服务解释数据的涵义。通常包括数据编码的约定、本地句法的转换。
  • 例如：JPEG、ASCII、GIF、DES、MPEG等
  • 主要设备：网关

会话层

添加ssl协议等

  • 互连主机通信。负责管理远程用户或进程间的通信，通常包括通信控制、检查点设置、重建中断的传输链路、名字查找和安全验证服务。
  • 代表：RPC、SQL、https中的ssl等
  • 主要设备：网关

传输数据（管 传输）

传输层

tcp进行传输。传输层主要有两个传输协议，分别是传输控制协议（Transmission Control Protocol,TCP）和用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP),这些协议负责提供流量控制、错误校验和排序服务。

  • 端到端连接，传输报文段。实现发送端和接收端的端到端的数据分组传送，负责保证实现数据包无差错、按顺序、无丢失和无冗余的传输。其服务访问点为端口。
  • 代表性协议有TCP、UDP、SPX等
    1. TCP:是整个TCP/IP协议族中最重要的协议之一，它在IP协议提供的不可靠数据服务的基础上，采用了重发技术，为应用程序提供了一个可靠的、面向连接的(要确保两端在线)、全双工的数据传输服务。CP协议一般用于传输数据量比较少，且对可靠性要求高的场合。如wx，打电话等一对一的。
      • TCP建立在无连接的P基础之上，因此使用了3种机制实现面向连接的服务。比较有名的有tcp三次握手
      1. 使用序号对数据报进行标记。这种方式便于TCP接收服务在向高层传递数据之前调整失序的数据包。
      2. TCP使用确认、校验和定时器系统提供可靠性。当接收者按照顺序识别出数据报未能到达或发生错误时，接收者将通知发送者；当接收者在特定时间没有发送确认信息时，那么发送者就会认为发送的数据包并没有到达接收方，这时发送者就会考虑重传数据。
      3. TCP使用窗口机制调整数据流量。并且窗口的大小并不是固定的，而是会随着网络的情况进行调整。
    2. UDP:是一种不可靠的、无连接的协议，可以保证应用程序进程间的通信，与TCP相比，它的错误检测功能要弱得多。可以这样说，TCP有助于提供可靠性，而UDP则有助于提高传输速率。UDP协议一般用于传输数据量大，对可靠性要求不是很高，但要求速度快的场合。源主机在传送数据前不需要和目标主机建立连接。
      1. UDP是无连接的，发送数据之前不需要建立连接，因此比减少了开销和发送数据之前的时延。
      2. UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的连接状态表。
      3. UDP是面向报文的。UDP对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。UDP一次交付一个完整的报文。（tcp分组、切割，udp不分组）
      4. UDP没有拥塞控制，因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。这对某些实时应用是很重要的。很适合多媒体通信的要求。
      5. UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。
      6. UDP的首部开销小，只有8个字节，比TCP的20个字节的首部要短。
  • 主要设备：网关
    1. 网关：高层（第4~7层）。最复杂的网络互联设备，用于连接网络层以上执行不同协议的子网。网关地址一般是.1或.255，连接外网必经的
    2. 多层交换机：高层（第4~7层），带协议转换的交换机

下三路（管网络）

网络层

把ip地址包进来，像是写信人的地址、收信人地址。主要处理信息的路由和主机地址解析

  • 分组传输和路由选择。通过网络连接交换传输层实体发出的数据，解决路由器选择（网段不同的问题解决）、网络拥塞、异构网络互联的问题。服务访问点为逻辑地址(1P网络地址)。

  • 代表性协议有IP、IPX等

    1. IP:网络层最重要的核心协议，在源地址和目的地址之间传送数据报，无连接（源地址与目标地址之间不要求连接）、不可靠（容易丢失、被人截取）。它将差错检测和流量控制之类的服务授权给了其他的各层协议，这正是TCP/IP能够高效率工作的一个重要保证。网络层的功能主要由IP来提供，除了提供端到端的分组分发功能外，P还提供很多扩充功能。例如，为了克服数据链路层对帧大小的限制，网络层提供了数据分块和重组功能，这使得很大的IP数据包能以较小的分组在网络上传输。
    2. ICMP(Internet Control Message Protocol,网际控制报文协议)：因特网控制报文协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。
    3. ARP(Address Resolution Protocol,地址解析协议)和RARP(Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解析协议)：地址解析协议ARP是将IP地址转换为物理地址；RARP是将物理地址转换为P地址。
    4. IGMP(Internet Group Management Protocol,网际组管理协议)：网络组管理协议，允许因特网中的计算机参加多播，是计算机用做向相邻多目路由器报告多目组成员的协议，支持组播。

  • 主要设备有：路由器

    1. 通过逻辑地址进行网络之间的信息转发，可完成异构网络之间的互联互通，只能连接使用相同网络层协议的子网
    2. 三层交换机：带路由功能的二层交换机

数据链路层

收件人等是mac地址

  • 二进制位传输不安全，把二进制转化为以帧位的信息。建立、维持和释放网络实体之间的数据链路，把流量控制合并在一起。为MAC(媒介访问层)和LLC(逻辑链路层)两个子层。服务访问点为物理地址（MAC地址)。
  • 代表性协议有IEEE802.3/.2、HDLC、PPP、ATM等
  • 主要设备有：交换机、网桥
    1. 网桥：根据帧物理地址进行网络之间的信息转发，可缓解网络通信繁忙度，提高效率。只能够连接相同MAC层的网络
    2. 二层交换机：是指传统意义上的交换机，多端口网桥

物理层

转换为信号，通过网络传输。如双绞线等通信介质，光纤就是光转电

  • 二进制位传输。通过一系列协议定义了通信设备的机械的、电气的、功能的、规程的特征。
  • 代表性协议有RS232、V.35、RJ-45、FDD1等
  • 主要设备有：中继器、集线器
    1. 中继器：对接收信号进行再生和发送，只起到扩展传输距离的作用，对高层协议是透明的，但使用个数有限（例如，在以太网中只能使用4个）
    2. 集线器：多端口中继器

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