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計算機網路參考模型

本章結構:

一.分層思想和作用
二.OSI參考模型
三.TCP/IP協議簇
四.資料封裝與解封裝過程

一.分層思想和作用

1.1分層思想
將複雜的流程分解為幾個功能相對單一的子過程
1.2作用
整個流程更清晰,複雜問題簡單化

二.OSI參考模型

2.1 ISO國際標準化組織(International Organization for Standardization,簡稱為ISO)是標準化領域中的一個國際性非政府組織。
ISO負責當今世界上絕大部分領域(包括軍工、石油、船舶等壟斷行業)的標準化活動。
該組織1984年頒發了開放系統互連(OSI)參考模型。
這是一個開放式體系結果,將網路分為了七層。

2.2 OSI七層參考模型
應用層(提供與使用者的介面,最終呈現給使用者)
網路服務與終端使用者的一個介面。
是一個人機互動視窗,把人的語音輸入到計算機當中。例如:在微信輸入打字。
表示層
資料的表示、安全、壓縮。
將接收到的資料翻譯成二進位制組成的計算機語言,並對資料進行壓縮和解壓、資料加密等工作
會話層(建立使用者間的會話關係)
建立、管理、終止會話
管理是否允許不同機器上的使用者之間建立會話連線關係
傳輸層
定義傳輸資料的協議埠號,以及流控和差錯校驗。
將上層應用資料分片並加上埠號封裝成資料段,或通過對報文頭中的埠識別,實現網路中不同主機上的使用者程序之間的資料通訊。
傳輸層要決定對網路使用者提供什麼樣的服務,起到承上啟下
作用,因此傳輸層的通訊為端對端通訊,網路層及以下的通訊為點對點通訊
網路層
進行邏輯地址定址,實現不同網路之間的路徑選擇。
將上層資料加上源和目的方的邏輯(IP)地址封裝成資料包,實現資料從源端到目的端的傳輸。
資料鏈路層
建立邏輯連線、進行硬體地址定址、差錯校驗等功能。
將上層資料加上源和目的方的物理(MAC)地址封裝成資料幀,MAC地址是用來標識網絡卡的實體地址,建立資料鏈路;當發現數據錯誤時,可以重傳資料幀。
物理層
建立、維護、斷開物理連線
報文頭部和上層資料資訊都是由二進位制陣列成的,物理層將這些二進位制數字組成的位元流轉換成電訊號在網路中傳輸。

背記口訣:應 表 會 傳 網 數 物

三.TCP/IP協議族

3.1 TCP/IP 參考模型

早期的TCP/IP模型是一個四層結構,在後來的使用過程中,借鑑OSI的七層參考模型,又將網路介面層劃分為物理層和資料鏈路層,形成了一個新的五層結構。
TCP/IP是一系列協議的集合,所以嚴格的稱呼應該是TCP/IP協議簇
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3.2 組成

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應用層
在應用層,TCP/IP定義了許多協議,如HTTP(超文字傳輸協議)、FTP(檔案傳播協議)、SMTP(簡單郵件傳輸協議)、DNS(域名系統)等
傳輸層
傳統上,TCP/IP有兩個傳輸層協議:TCP(傳輸控制協議)和UDP(使用者資料報協議)。TCP協議傳輸更加穩定可靠,UDP協議傳輸效率更高
網路層
在網路層,TCP/IP定義了網路互聯協議,而IP又由四個支撐協議組成:ARP(地址解析協議)、RARP(逆地址解析協議)、ICMP(網際控制報文協議)和IGMP(網際組管理協議)
物理層和資料鏈路層
在物理層和資料鏈路層,TCP/IP並沒有定義任何特定的協議。它支援所有標準的和專用的協議,網路可以使區域網(如廣泛使用的乙太網)、都會網路或廣域網。所以,TCP/IP實際上只有三個層次

四. 資料封裝與解封裝過程

4.1 資料封裝
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應用層,使用者的資料被轉換成二進位制資料
傳輸層,上層資料被分割成很小的資料段,併為每個分段後的資料封裝TCP報文頭部
網路層,上層資料被封裝上新的報文頭部——IP頭部
資料鏈路層,上層資料被封裝一個MAC頭部,其內部有一個關鍵的欄位資訊——MAC地址
物理層,無論在之前封裝的報文頭部還是上層的資料資訊都是由二進位制陣列成的,在物理層,將這些二進位制數字組成的位元流轉換成電訊號在網路中傳輸
4.2 資料解封裝過程
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資料被封裝完畢通過網路傳輸到接收方以後,將進入資料的解封裝過程,這將是封裝過程的一個逆過程

4.3 資料傳輸的一些基本概念
(一)PDU
PDU(協議資料單元)是指同層之間傳遞的資料單元
TCP/IP五層結構體系中,上層資料被封裝了TCP頭部後,這個單元稱之為;資料段向下傳到網路層,被封裝了IP頭部後,這個單元稱為;資料包繼續向下傳送到資料鏈路層,被封裝了MAC頭部後,這個單元稱之為;最後幀傳送到物理層,幀資料變成位元流;位元流通過物理介質傳送出去
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(二)常見硬體裝置與五層模型的對應關係

4.4 TCP/IP五層模型各層間通訊
層,幀資料變成位元流;位元流通過物理介質傳送出去
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(二)常見硬體裝置與五層模型的對應關係

4.4 TCP/IP五層模型各層間通訊
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