计算机网络-OSI七层参考模型与数据封装

目录

一、网络

1、网络的定义

2、网络的分类

3、网络的作用

4、网络的数据传输方式

5、网络的数据通讯方式

二、OSI七层参考模型

1、网络参考模型定义

2、分层的意义

3、分层与功能

4、TCP\IP五层模型 

 三、参考模型的协议

1、物理层

2、数据链路层

3、网络层

4、传输层

5、应用层

四、数据封装

1、数据封装定义

2、数据封装过程

3、数据解封装过程

五、总结

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一、网络

1、网络的定义

计算机网络是由多个节点通过通信协议相互连接而成的系统。这些节点可以是计算机、服务器、路由器等设备，它们之间通过各种物理介质或无线连接进行数据交换。网络的目的是使得信息在不同地点之间快速、安全地传输，从而实现数据共享、通信和资源共享等功能。

2、网络的分类

• 局域网：覆盖范围较小，通常限定在一个建筑物或者一个校园范围内。
• 城域网：覆盖范围介于局域网和广域网之间，通常涵盖一个城市范围内的网络。
• 广域网：全球网络，Internet

3、网络的作用

交换机：用于局域网（LAN）内部的数据交换设备，它能够根据MAC地址来将数据包从一个端口转发到另一个端口，实现内部网络中计算机和设备之间的快速数据传输。

路由器：用于连接不同网络之间的设备，它能够根据IP地址来进行数据包的转发和路由选择，实现不同网络之间的通信和数据传输。

服务器：提供各种网络服务和资源的计算机设备，例如网站、电子邮箱、文件存储、数据库等。服务器可以根据不同的需求提供不同类。

4、网络的数据传输方式

单播：数据从一个发送者发送到一个接收者的通信方式。（一对一，私聊）

组播：数据从一个发送者发送到一组特定的接收者的通信方式。（一对多，群聊）

广播：数据从一个发送者发送到网络中的所有设备的通信方式。（一对所有，全部）

5、网络的数据通讯方式

• 单工：数据只能单向传输，即只能从一个设备传输到另一个设备，而不能反向传输。例如，广播电台向收音机发送信号，但收音机不能发送回广播电台。
• 半双工：数据传输可以在两个设备之间进行，但不能同时进行。每个设备可以发送和接收数据，但不能同时进行。例如，对讲机就是一种典型的半双工通信设备，一个人说话时，另一个人只能听，不能同时说话。
• 全双工：在全双工通信中，数据可以同时在两个设备之间进行双向传输，即设备之间可以同时发送和接收数据。典型的全双工通信设备包括电话和网络交换机等。

二、OSI七层参考模型

1、网络参考模型定义

OSI参考模型由国际标准化组织（ISO）于1984年制定，被广泛用于描述和设计计算机网络。它将网络通信分为七个不同的层次，每个层次负责不同的功能，如物理层负责传输比特流，应用层负责为用户提供网络服务。

2、分层的意义

• 复杂东西简单化
• 统一标准

3、分层与功能

4、TCP\IP五层模型 

 三、参考模型的协议

1、物理层

IEEE802.3标准以太网：定义不同速度和介质的以太网传输标准。

IEEE802.11无线局域网标准：定义无线局域网的物理传输方式。

2、数据链路层

ARP：地址解析协议，将IP地址转换为物理MAC地址。

RARP：逆向地址解析协议，将MAC地址转换为IP地址。

VLAN：IEEE802.1q，用于虚拟局域网的标签协议

3、网络层

IP：提供无连接的数据包传输，包含IPv4和IPv6。

ICMP：发送控制消息和错误报告，检测双向主机的联通性，如：ping

4、传输层

TCP：提供可靠、面向连接的传输服务，确保数据按顺序到达。

UDP：提供无连接、尽力而为的数据报服务，速度快但不保证数据可靠性。

5、应用层

HTTP：超文本传输协议，浏览器使用的协议，端口号是80

FTP：文件传输协议，用于文件传输，端口号是20 / 21

SMTP：简单邮件传输协议，用于电子邮件的传输，端口号为 25

POP3：用于从邮件服务器接收电子邮件。端口号 110

DNS：将域名解析为IP地址。端口号 53

Telnet：提供远程登录服务。端口号 23

DHCP：动态分配IP地址。端口号   67（服务器），68（客户端）

四、数据封装

1、数据封装定义

数据封装（Data Encapsulation）是指在网络通信中，为了确保数据能够在不同网络层之间顺利传输，按层次将数据添加相应的协议头和尾的过程。每一层在传输数据时，会在接收到的数据单元上加上本层的协议头（和尾），形成新的数据单元，然后将其传递给下一层。

2、数据封装过程

3、数据解封装过程

五、总结

计算机网络是指将多个计算机或设备连接在一起，以便它们之间可以共享资源、通信和交换数据的系统。网络的发展使得人们能够轻松地进行远程通信、数据传输和资源共享。OSI参考模型提供了一个详细和标准化的网络通信分层框架，而TCP/IP参考模型则是实际互联网通信的基础和标准。