网络服务——解析OSI七层模型及各层工作原理

文章目录

  • 一、OSI是什么?
  • 二、OSI七层模型讲解
    • 1、七层结构的概念:
    • 2、了解数据的传输协议:
  • 三、OSI模型与TCP/IP模型的比较
  • 四、TCP/IP协议族的组成:
    • 1、应用层:
    • 2、传输层:
    • 3、网络层:
  • 五、了解数据时如何封装和解封
    • 1、封装的过程
    • 2、解封装的过程


一、OSI是什么?

OSI是Open System Interconnection的缩写,意为开放系统互联,1984年颁布的参考模型,是由国际标准化公司(ISO)制定,一个开放式体系结构,将网络分成七层。

二、OSI七层模型讲解

模型把网络通信的工作分为7层,它们由低到高分别是物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层和应用层。
第一层到第三层属于低三层,负责创建网络通信连接的链路
第五层到第七层为高三层,具体负责端到端的数据通信
每一层都有自己负责的工作项目,然后把数据传到下一层。网络服务——解析OSI七层模型及各层工作原理_第1张图片

1、七层结构的概念:

第一层物理层:是参考模型的最低层,为数据端设备提供传输数据的通路,传输数据的单位是“比特流”,主要设备:中继器、集线器等;
第二层数据链路层:在物理层的基础上,建立数据链路连接,将比特流转变为逻辑传输线路,传输的数据单位是“帧”,并具有差错校验和数据传输排序功能,主要设备:交换机等;
第三层网络层:就是管理连接方式和逻辑地址的选择,逻辑地址即IP地址,以数据包的形式传输,主要设备:路由器;
第四层传输层:用协议端口号服务进程,为用户提供可靠的服务端口,比如QQ/微信/网页等吧,并且进行流控,通俗的说把数据划分成几等分,及时网络中断,也可以保证数据不用重复重头上传,只需上传未成功部分,以数据段的性质传输,主要设备:防火墙;
第五层会话层:是两者服务之前需要建立一个连接,即会话层,并且管理、终止会话;
第六层表示层:定义传递信息的语法和语义,如代码转换、格式变换等,使不同的终端可以表示;
第七层应用层:是直接面向用户的程序或者服务。

2、了解数据的传输协议:

网络服务——解析OSI七层模型及各层工作原理_第2张图片
各层对应的传输数据段:
传输层–数据段
网络层–数据包
数据链路层–数据帧
物理层–比特流

三、OSI模型与TCP/IP模型的比较

TCP/IP模型实际上是OSI模型的一个浓缩版本,它只有四个层次:
网络服务——解析OSI七层模型及各层工作原理_第3张图片

四、TCP/IP协议族的组成:

1、应用层:

HTTP:超文本传输协议:是一个简单的请求-响应协议,现在主要的场景是web服务,就是网页的传输,默认使用tcp的80端口;
FTP文件传输协议:FTP提供交互式的访问,允许客户指明文件的类型与格式,并允许文件具有存取权限,默认使用tcp的20,21端口;
TFTP简单文件传输协议:是一个小而易于实现的文件传送协议,TFTP只支持文件传输,不支持交互,没有庞大的命令集。也没有目录列表功能,以及不能对用户进行身份鉴别,默认使用udp的69端口;
SNMP简单网络管理协议:是专门设计用于在 IP 网络管理网络节点(服务器、工作站、路由器、交换机及HUBS等)的一种标准协议,默认使用udp的161端口;
SMTP简单邮件传输协议:一组用于从源地址到目的地址传送邮件的规则,并且控制信件的中转方式,用于邮件的发送,默认使用tcp的25端口;
HTTPs:是以安全为目标的 HTTP 通道,在HTTP的基础上通过传输加密和身份认证保证了传输过程的安全性,默认使用tcp的443端口。

2、传输层:

TCP:安全可靠的 ,传输之前会建立安全通道,相对来说效率没有UDP快 比如传输邮件;
UDP:非安全可靠,但是需要快速相应的服务,比如聊qq。

3、网络层:

IP:是主要的协议,其余四个(ICMP/IGMP/ARP/RARP)都是围绕这个展开的。

五、了解数据时如何封装和解封

1、封装的过程

  • A主机传输数据到B主机
  • 从应用层传输上层数据
  • 封装tcp到传输层
  • 封装IP头部到网络层
  • 封装MAC头部到数据链路层
  • 最终到物理层转封装成比特流
    具体如下图:
    网络服务——解析OSI七层模型及各层工作原理_第4张图片

2、解封装的过程

  • 数据链路层检查露出Mac的头部是否正确
  • 正确之后解封MAC头部,到网络层
  • IP头部是否正确,解封IP头部,到传输层
  • TCP头部是否正确,解封TCP头部到应有层
  • 应用层使用相应的服务传输数据
    具体如下图:
    网络服务——解析OSI七层模型及各层工作原理_第5张图片

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