OSI分层和TCP/IP分层以及网络组件介绍

OSI：

OSI是Open System Interconnection的缩写，意为开放式系统互联，该模型定义了不同计算机互联的标准，是设计和描述计算机网络通信的基本框架。OSI模型把网络通信的工作分为7层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

这是一种事实上被TCP/IP 4层模型淘汰的协议。在当今世界上没有大规模使用。

 

具体7层	数据类型		典型设备
应用层 Application	程序		终端设备（PC、手机、平板等）
表示层 Presentation	字符或字		终端设备（PC、手机、平板等）
会话层 Session			终端设备（PC、手机、平板等）
传输层 Transport	段/消息		终端设备（PC、手机、平板等）
网络层 Network	包		网关、路由器
数据链路层 Data Link	帧		网桥、交换机、HDLC、PPP
物理层Physical	比特流		光纤、同轴电缆、 双绞线、网卡、中继器、集线器

TCP/IP:

从上至下依次是报文字节流、分组、IP数据报、帧

TCP/IP: 协议族各层作用如下:

应用层：应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动（FTP,DNS,HTTP，SMTP）

传输层：提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传输。（TCP,UDP）

网络层：用来处理在网络上的流动的数据包，数据包是网络传输的最小数据单位。（IP ICMP(国际控制协议)  IGMP）

链路层：（网络接口层），用来处理连接网络的硬件部分。（控制操作系统、设备驱动、NIC-网络适配器-网卡、光纤等物理可见部分）（PPP点对点连接传输协议、ARP 地址解析协议是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。 RARP以太网令牌环FDDI ...）

代理服务器常用以下端口：

http 80

ftp 20/21

ssh 22

telnet 23

smtp 25

DNS 53

1：DNS就是将域名翻译成IP地址。

2：DNS协议大多数运行在UDP协议之上，但是当请求字节过长超过512字节时用TCP协议，将其分割成多个片段传输。

3：DNS协议默认端口号是53。

4：操作系统的DNS缓存：windows DNS缓存的默认值是 MaxCacheTTL，它的默认值是86400s，也就是一天。macOS 严格遵循DNS协议中的TTL。

游览器的DNS缓存：chrome对每个域名会默认缓存60s；IE将DNS缓存30min；Firefox默认缓存时间只有1分钟；Safari约为10S。

 

网络组件介绍：中继器和集线器、网桥、交换机、路由器、网关

中继器是一种最简单的网络互联设备，运行于OSI参考模型的物理层，作用转发比特；中继器把LAN的一个网段和另一个网段连接起来，有可能会连接不同类型的介质。但是中继器不能用于连接两种不同LAN协议类型，如以太网和令牌网。中继器从一个缆线段到另一个缆线段再生电信号

适用于一个小地理区间内的、相对较小的局域网（少于100个节点）

集线器是一种集中连接缆线的网络组件。集线器的主要功能是对接受到的信号进行再生、整形、放大，以增加网络传输的距离，同时把所有结点集中在以它为中心的结点上，物理层。

网桥：

网桥主要工作在OSI参考模型的数据链路层，主要用于分割数据流以提高网络的整体性能。网桥也用来提供跨广域的连接。网桥的主要三个功能：

 转发—如果帧的目的地址位于另一个网段，网桥就将帧发往与该网段连接的端口

 过滤—网桥判断输入帧的目标设备是否位于产生这个帧的网段中。如果是，网桥就不把该帧转发到其他的网桥端口

 学习—网桥通过记录输入帧的源地址来自动建立和维护网桥表。如果该帧的目的地址不在网桥表中，网桥就将该帧向所有端口广播

交换机：

交换机作为网络设备与网络终端之间的纽带，是组建各种类型网络不可或缺的重要设备。交换机是基于透明网桥原理工作的，它通过转发、过滤和学习来分割数据流，并产生分离的冲突域。交换机通过计算帧中目的MAC地址，并将各个帧交换到正确的端口上来实现这些操作

路由器：

路由器工作在OSI参考模型的网络层。路由器通常有多个网络接口，分别连接局域网和广域网；路由器主要是将网络分为独立子网，并在各个子网之间提供安全、控制和备份的设备。路由器用于连接多个逻辑上分开的网络。可以连接异构网络，由于现在的局域网大多数是以太网，所以局域网内各子网的连接一般使用三层交换机

网关：

网桥和路由器可以用于运行多个通信协议的网络，但它们不能把使用不同架构的节点连接起来；网关主要用于互联两种网络架构