IOS分为七层,分别为:物理层;数据连接层;网络层;传输层;会话层;表示层;应用层。
IOS七层的各个讲明
(1)物理层——Physical
这是整个OSI参考模型的最低层,它的任务就是提供网络的物理连接。所以,物理层是建立在物理介质上(而不是逻辑上的协议和会话),它提供的是机械和电气接口。主要包括电缆、物理端口和附属设备,如双绞线、同轴电缆、接线设备(如网卡等)、RJ-45接 口、串口和并口等在网络中都是工作在这个层次的。
物理层提供的服务包括:物理连接、物理服务数据单元顺序化(接收物理实体收到的比特顺序,与发送物理实体所发送的比特顺序相同)和数据电路标识。
(2)数据链路层——DataLink
数据链路层是建立在物理传输能力的基础上,以帧为单位传输数据,它的主要任务就是进行数据封装和数据链接的建立。封装的数据信息中,地址段含有发送节点和接收节点的地址,控制段用来表示数据连接帧的类型,数据段包含实际要传输的数据,差错控制段用 来检测传输中帧出现的错误。
数据链路层可使用的协议有SLIP、PPP、X.25和帧中继等。常见的集线器和低档的交换机网络设备都是工作在这个层次上,Modem之类的拨号设备也是。工作在这个层次上的交换机俗称“第二层交换机”。
具体讲,数据链路层的功能包括:数据链路连接的建立与释放、构成数据链路数据单元、数据链路连接的分裂、定界与同步、顺序和流量控制和差错的检测和恢复等方面。
(3)网络层——Network
网络层属于OSI中的较高层次了,从它的名字可以看出,它解决的是网络与网络之间,即网际的通信问题,而不是同一网段内部的事。网络层的主要功能即是提供路由,即选择到达目标主机的最佳路径,并沿该路径传送数据包。除此之外,网络层还要能够消除网络 拥 挤,具有流量控制和拥挤控制的能力。网络边界中的路由器就工作在这个层次上,现在较高档的交换机也可直接工作在这个层次上,因此它们也提供了路由功能,俗称“第三层交换机”。
网络层的功能包括:建立和拆除网络连接、路径选择和中继、网络连接多路复用、分段和组块、服务选择和流量控制。
(4)传输层——Transport
传输层解决的是数据在网络之间的传输质量问题,它属于较高层次。传输层用于提高网络层服务质量,提供可靠的端到端的数据传输,如常说的QoS就是这一层的主要服务。这一层主要涉及的是网络传输协议,它提供的是一套网络数据传输标准,如TCP协议。
传输层的功能包括:映像传输地址到网络地址、多路复用与分割、传输连接的建立与释放、分段与重新组装、组块与分块。
根据传输层所提供服务的主要性质,传输层服务可分为以下三大类:
A类:网络连接具有可接受的差错率和可接受的故障通知率(网络连接断开和复位发生的比率),A类服务是可靠的网络服务,一般指虚电路服务。
C类:网络连接具有不可接受的差错率,C类的服务质量最差,提供数据报服务或无线电分组交换网均属此类。
B类:网络连接具有可接受的差错率和不可接受的故障通知率,B类服务介于A类与C类之间,在广域网和互联网多是提供B类服务。
网络服务质量的划分是以用户要求为依据的。若用户要求比较高,则一个网络可能归于C型,反之,则一个网络可能归于B型甚至A型。例如,对于某个电子邮件系统来说,每周丢失一个分组的网络也许可算作A型;而同一个网络对银行系统来说则只能算作C型了。
(5)会话层——Senssion
会话层利用传输层来提供会话服务,会话可能是一个用户通过网络登录到一个主机,或一个正在建立的用于传输文件的会话。
会话层的功能主要有:会话连接到传输连接的映射、数据传送、会话连接的恢复和释放、会话管理、令牌管理和活动管理。
(6)表示层——Presentation
表示层用于数据管理的表示方式,如用于文本文件的ASCII和EBCDIC,用于表示数字的1S或2S补码表示形式。如果通信双方用不同的数据表示方法,他们就不能互相理解。表示层就是用于屏蔽这种不同之处。
表示层的功能主要有:数据语法转换、语法表示、表示连接管理、数据加密和数据压缩。
(7)应用层——Application
这是OSI参考模型的最高层,它解决的也是最高层次,即程序应用过程中的问题,它直接面对用户的具体应用。应用层包含用户应用程序执行通信任务所需要的协议和功能,如电子邮件和文件传输等,在这一层中TCP/IP协议中的FTP、SMTP、POP等协议得到了充分应用
IOS模型图
TPDU:传输层协议数据单元;.
SPDU:会话层协议数据单元;
PPDU:表示层协议数据单元;
APDU:应用层协议数据单元。
MAC地址负责局域网通信,
IP地址负责外网通信。
2.TCP/IP四层模型
2.1 TCP/IP模型与OSI模型的对应
2.2 网络接口层(ARP协议:把IP地址和MAC地址进行对应)(arp -a)
网络接入层与OSI参考模型中的物理层和数据层相对应。他负责监视数据在主机和网络之前的转换。事实上,TCP/IP本身并未定义该层的协议,而由参与 互连的各网络使用自己的物理层和书记链路层协议,然后与TPC/IP的网络接入层进行连接。地址解析协议(ARP)工作再此层,即OSI参考模型的数据链 路层
2.3 网际互联层(ping 192.168.1.112)
忘记互联层对应于OSI参考模型的网络层,主要解决主机到主机的通信问题。它所包含的协议设计数据包在整个网络上的逻辑传输该层有三个主要协议: 网络协议(IP);互联网组管理协议(IGMP)和互联网控制报文协议(ICMP)。
2.4 传输层(两军问题)
传输层对应于OSI参考模型的传输层,为应用层实体提供端到端的通信功能,保证了数据包的顺序传送机数据的完整性。该层定义了两个主要协议:传输 控 制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)
TCP/IP 三次握手
2.5 应用层
应用层对应于OSI参考模型的高层,为用户提供所需要的各种服务 如:FTP;Telnet;DNS;SMTP等。
下图是数据封装的过程
2.6 OSI模型和TCP/IP模型的比较
共同点
OSI参考模型和TCP/IP参考模型都采用了层次结构的概念
都能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制
不同点
前者是七层模型,后者是四层结构
对可靠性要求不同(或者更高)
OSI模型是在协议开发前设计的,具有通用性。TCP/IP是先有协议集然后建立模型,不适用于非TCP/IP网络
实际市场应用不同(IOS模型只是理论上的模型,并没有成熟的产品,而TCP/IP已经成为“实际上的国际标准”)
3. IP地址
3.13. IP地址
3.2 IP地址
3.3 IP地址分类
4. 子网掩码
4.1 子网掩码的使用
4.2 变长子网掩码及子网规划
5. 端口作用
5.1 端口是什么:IP地址对应门牌号,端口号对应为收件人。需求服务的端口号。
5.2 TCP协议包头和UDP协议包头:
常见的端口:
FTP(文件传输协议):端口号20.21
SSH(安全shell协议):端口号22
telnet(远程登录协议):端口号23
DNS(域名系统):端口号53
http(超文本传输协议):端口号80
SMTP(简单邮件传输协议):端口号25
POP3(邮政协议3代):端口号110
5.4 查看本机启用的端口
netstat -an
选项:
-a:查看所有链接和监听端口
-n:显示IP地址和端口号,而不显示域名和服务名
6. DNS作用
6.1 DNS:Domain Name System,也叫作域名系统或名称解析
6.2 从Hosts文件到DNS
6.4 域名空间结构
6.5 DNS查询过程
6.6 DNS查询类型(重要知识点)
7. 网关
7.1 网关作用
1.网关(Gateway)又称网间连接器,协议转换器。
2.网关在网络层以上实现网络互连,是最复杂的网络互连设备,仅用与两个高层不同的网络互连。
3.网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连。
4.网关是一种充当转换重任的服务器或路由器