网络参考模型以及协议族

网络参考模型以及协议族

  分层思想

  OSI参考模型

  TCP/IP协议族

  数据封装与解封过程

  层间通讯过程

  3GPP规范及5G空口协议栈

分层思想3-1

  享用牛奶的人未必了解其生产过程

分层思想3-2

  使用网络的人未必知道数据的传输过程

分层思想3-3

  将复杂的流程分解为几个相对功能单一的子过程

    整个流程更加清晰，复杂问题简单化

    更容易发现问题并针对性的解决问题

OSI七层参考模型

 国际标准化组织（ISO)

 1984年颁布了开放系统互连（OSI）参考模型

 一个开放式体系结构，将网络分为七层

分层	功能
应用层	网络服务与最终用户的一个接口
表示层	数据的表示、安全、压缩
会话层	建立、管理、终止会话
传输层	定义传输数据的协议端口号,以及流控和差错校验
网络层	进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择
数据链路层	建立逻辑链接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能
物理层	建立、维护、断开物理连接

相同网段链接用交换机，不同网段链接用路由器，不同网段的电脑需要通信要设网关

点到点通信：网络层面IP地址

端到端：服务商的数据通信，传输层

OSI模型vsTCP/IP模型

思科 TCP/IP 4层模型	华为 TCP/IP 5层模型	OSI 7层模型
应用层	应用层	应用层 表示层 会话层
传输层	传输层	传输层
网络层	网络层	网络层
网络接口层	数据链路层 物理层	数据链路层 物理层

TCP/IP协议族的组成

 

层	协议
应用层	HTTP SMTP	FTP SNMP	TFTP DNS
传输层	TCP		UDP
网络层	ICMP IGMP RARP	IP	ARP
数据链路层 物理层	由底层网络定义的协议

ARP：已知IP未知MAC

ARP广播过程中源目IP地址保持不变，MAC地址随着经过的设备变化而变化

通信必须要知道源IP 源MAC 目标IP 目标MAC中的三个

传输层：TCP可靠，需要花费时间维持

​ UDP不可靠，传输效率高

应用层：服务，打开服务会对应端口号

ARP的工作原理：

 ARP指的是已知目标IP位置未知目标MAC地址时用。举例：若PC1想发消息给PC2，但是只知道PC2的IP，未知PC2的MAC时就会通过ARP发送广播帧给交换机，交换机接收到广播帧时无条件作为广播处理，此时连接到交换机上的所有主机都可以接收到广播帧，他们会比较自己的IP与目标IP是否一致，若不一致则丢弃处理，若一致则回复消息给发送方，在回包的过程中自然会加上自己的MAC和IP，当发送方接收到此数据时，查看接收方的MAC和IP地址，把他们一起放入ARP缓存表。

ICMP（控制报文协议）

 作用：测试网络的连通性并给予一定的反馈

 命令：有些网络应用程序可用来测试与目的设备的连通性

  ping实用程序测试员源设备与目的设备的端到端的连通性

  traceroute实用程序可追踪源设备与目的设备之间的路由

数据封装过程

 应用层：原始数据被转换成二进制数据
 传输层：二进制数据被分割成小的数据段，并封装TCP头部 （数据段）
 （TCP头部的关键信息–端口号）
 网络层：传输层传来的数据被封装上IP头部 （数据包）
 （IP头部的关键信息–IP地址）
 数据链路层：网络层传来的数据被封装上MAC头部 （数据帧）
 （MAC头部的关键信息–MAC地址）
 物理层：二进制数据组成的比特流转化为电信号在网络中传输 （比特流）

解封装过程

 接收数据的时候，会一层一层的把包头去掉

 解封过程
  物理层：将电信号转化为二进制数据，并将其送至数据链路层
  数据链路层：查看MAC地址，地址是自己，就拆掉MAC头部，继续传输
  地址不是自己，就丢弃数据
  网络层：查看IP地址，地址是自己，就拆掉IP头部，继续传输
  地址不是自己，就丢弃数据
  传输层：查看TCP头部，判断应该传到哪里，然后重组数据，传输到应用层
  应用层：二进制转化为原始数据

PDU（协议数据单元）

设备与层的对应关系

 应用层——计算机

 传输层——防火墙

 网络层+路由器

 数据链路层——交换机

 物理层——网卡

各层间通信