计算机网络入门 --网络模型

计算机网络入门 --网络模型

1.OSI七层模型

1.1 模型概念

OSI七层模型是将计算机网络通信协议划分为七个不同层次的标准化框架，每一层都负责不同功能，并从物理连接层开始处理。OSI七层网络模型如下分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。接下来将介绍各个模型的性质。

1.1.1 物理层

物理层在物理媒介上传输原始的比特流，定义了连接主机的硬件设备和传输媒介的规范，确保比特流能够在网络中准确传输，如以太网、光纤等。

1.1.2 数据链路层

该层对数据提供了点对点的传输服务，负责将原始比特流转换为数据帧，并监测和纠正传输中出现的错误。同时，数据链路层还控制访问物理媒介的方式，以及数据帧的传输协议。

1.1.3 网络层

网络层负责数据包的路由和收发，以及网络中的 寻址 和 拥塞控制。并且能够选择最佳路径来传输数据包，以确保能够从源主机到目标主机的传输。

1.1.4 传输层

传输层为应用程序提供端到端的数据传输服务。负责数据的分段、传输控制、错误恢复和流量控制。主要使用TCP和UDP协议实现功能。

1.1.5 会话层

会话层管理应用程序之间的通信会话，负责建立、维护和终止会话。并且还提供了数据同步和检查点恢复功能，以确保同i性能完整性和持续性。

1.1.6 表示层

该层负责 数据格式化 、加密和压缩。以确保数据在不同系统之间的交换是有效且安全的。还提供了数据格式转换和语法转换的功能。

1.1.7 应用层

该层为网络体系中的顶层，提供用户接口和应用程序之间的通信服务。在该层，用户可以访问各种网络应用程序，如电子邮件等。

2.TCP/IP四层模型

2.1 模型概念

TCP/IP四层模型是目前广泛采用的模型，包含应用层、传输层、网络层、网络接口层。

2.1.1 网络接口层

与OSI的物理层和数据链路层对应，负责管理网络硬件设备和物理媒介之间的通信，它包括以太网、Wi-Fi、蓝牙等各种物理层和数据链路层协议。

2.1.2 网络层

相当于OSI的网络层，负责数据包的路由和转发，使用IP协议来定义数据包的传输路径，但不会处理不同网络之间的通信。

2.1.3 传输层

与 OSI 模型中的传输层相对应，提供端到端的数据传输服务。在 TCP/IP 模型中，主要有两个协议：TCP（传输控制协议）和 UDP（用户数据报协议），用于确保可靠的数据传输和简单的数据传输。

2.1.4 应用层

类似于 OSI 模型中的应用层，负责处理用户与网络应用程序之间的通信。它包括诸如 HTTP、FTP、SMTP 等协议，用于实现不同类型的网络服务和应用。

3.应用层网络协议

3.1 常见的应用层网络协议如下

3.1.1 HTTP

用于在客户端和服务器端(C/S)之间传输超文本数据，通常用于Web浏览器和Web服务器。

3.1.2 FTP

用于在客户端和服务端传输文件，支持上传和下载文件功能。

3.1.3 SMTP

用于在邮件服务器之间传输电子邮件，负责发送邮件。

3.1.4 POP3

用于从邮件服务器上下载邮件到本地计算机，负责接收邮件。

3.1.5 DNS

用于将域名解析为对应的IP地址，实现域名和IP地址的映射。

3.1.6 HTTPS

是 HTTP 的安全版本，通过 SSL/TLS 加密传输数据，保证通信过程中的安全性。

3.1.7 SSH

用于远程登录和执行命令，提供了加密的网络连接，保证了通信的安全性。

4.传输层协议

4.1 TCP

提供 可靠的 、面向连接 的数据传输服务，确保数据可靠性、顺序性和完整性。TCP适用于对数据传输质量要求较高的场景，如文件传输等。

4.2 UDP

提供 无连接 的数据传输服务。不能保证数据的可靠性，也不能保证数据的顺序和完整性。UDP适用于实时性要求较高、对数据传输质量不太严格的场景，如音视频传输等。

5.网络层常见协议

5.1 IP

互联网中最基本的协议，用于在互联网中传输数据包。IP定义了数据包的格式、寻址方式和路由选择等信息。

5.2 ICMP

用于在IP网络中传递控制消息和错误信息。ICMP通常用于网络设备之间的通信，如路由器和主机之间的通信，以及用于检测网络连通性和故障诊断。

5.3 ARP

用于将IP地址映射为MAC地址。。ARP协议在局域网内部使用，通过发送ARP请求获取目标设备的MAC地址，从而实现数据包的传输。

5.4 RARP

与ARP相反，用于将MAC地址映射为IP地址。RARP协议通常用于无盘工作站等设备，可以根据MAC地址获取对应的IP地址。

5.5 IPv6

IP协议的下一代，用于解决IPv4地址空间不足的问题，IPv6采用128位地址长度，提供了更大的地址空间，支持更多的设备连接到互联网。

6.网络接口层常见的协议

6.1 以太网协议

是一种常见的局域网技术，使用MAC地址进行帧的传输和接收。

6.2 无线局域网

用于无线局域网的数据传输，通常基于IEEE 802.11标准。

6.3 点对点协议

用于建立点对点连接的协议，通常用于拨号连接和虚拟专用网（VPN）等场景。

6.4 数据链路层交换协议

用于在数据链路层进行数据交换和管理的协议，如HDLC、SLIP和PPP等。