网络的分层思想和封装的基本概念

一、了解网络的工作方式

1.网络的传输过程

网络的传输过程：通过数据进入交换机→防火墙的数据筛选→路由器的数据转发→送达对方的服务器

2.分层思想

分层思想可以将一个复杂的流程分解成几个相对单一的子程序，其优势是可以让整个流程更加清晰，复杂问题简单化，也就是化繁为简：还可以让我们及时的发现问题所在并有针对性的解决问题，在现实中已经有很多有关分层思想的实际案例了，例如一个国家或者一个企业，大到高级领导，中到中级领导，在小到底层员工：还有IT行业等，今天我们就来介绍和IT网络行业有关的分层思想。

二、网络分层思想的基本概念

1.网络的分层思想及图表

网络模型的分层是由ISO（国际标准化组织）在1984年颁布的开放系统（OSI）参考模型，可以将网络分为七层，请看下图：
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分层	功能
应用层	网络服务与最终用户的一个接口，人机交互窗口，把人的语言输入到计算机中。
表示层	将接受到的数据翻译称二进制数组成的计算机语言，并对数据进行压缩，解压，数据加密和解密等工作
会话层	管理是否允许不同计算机的用户之间建立会话连接
传输层	将应用数据加上端口号并封装成数据段，或者通过报文的端口识别，实现网络中不同用户主机进程上的数据通信
网络层	进行ip地址的寻址，实现不同网络间的路径选择（将上层数据加上源和目的方的ip地址封装成数据包， 实现数据从源端到目的端的传输）
数据链路层	将上层数据加上源和目的方的物理（MAC）地址封装成数据帧 ，MAC地址用来表示网卡的物理地址，建立数据链路，当发现数据错误时，可以重新上传数据帧
物理层	报文头部和上层数据信息都是由二进制数组成，物理层将这些二进制组成的比特流转换成电信号传输在网络中

2.通信概念

2.1、通信的基本概念

网络层及以下的通信为点对点通信。
传出层的通信为端到端通信。

2.2.1、各层间的通信协议见下图

2.2.2、各层间通信的详细过程参考图

三、网络的封装与解封装

1.网络的封装

封装指的是将协议数据单元封装在一组协议头和尾中的过程。其过程通常如下:（如下图）
1.将用户信息转换为数据，以便在网络传播：
2.将数据转换为数据段，并且在发送方与接收方之间建立一条可靠的主机连接：
3.将数据段转换为数据包，并在包头中放上ip地址，这样每一个数据包都可以通过网络传播：
4.将数据包转换为数据帧，一遍在本地网络传播，在本地网段上，用硬件地址唯一标识每一台主机：
5.将数据帧转换为比特流。

2.解封装

解封装指数据从物理层，进行与发送端相反的操作，称为解封装，使应用层程序获取数据信息，两点之间的一次单向通信完成。如图所示

四、路由器和交换机的区别

用交换机上网是分别拨号，各自使用自己的宽带账号，而路由器则是一个宽带账号所有人都可以共用的，交换机工作是在中继层吗，路由器工作则实在网络层。而且交换机可以使连接它的多台电脑组成一个局域网，但是交换机没有路由器的自动识别数据包发送和到达地址的功能。

五、为什么要将网络结构进行分层？

因为协议分层就像是计算机软件中的模块化开发，主要是为了对整个网络结构协议进行解耦。分层后就可以把每层都单独使用，就算其中一层出现了什么问题，都不会殃及到整个系统结构，这样拓展性和灵活性较强。

六、协议族的组成及概念

1.什么是TCP/IP协议族

TCP/IP协议叫做传输控制/网际协议，TCP/IP是网络中使用的基本通信协议。（其内包含了上百种功能的协议）

2.TCP/IP协议族的组成

如图

应用层	HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS
传输层	TCP UDP
网络层	ICMP IGMP IP RARP ARP
数据链路层	有底层网络定义的协议 ： IEEE 802.3 有线局域网（以太网)标准 ： IEEE 802.11 无线局域网标准
物理层	有底层网络定义的协议 ： IEEE 802.3 有线局域网（以太网)标准 ： IEEE 802.11 无线局域网标准

3. TCP(传输控制协议)协议应用的端口及其协议功能

80 HTTP(超文本传输协议）：用于浏览器和web服务器之间的请求和响应操作。
21 FTP（文件传输协议）：用于控制连接FTP的服务器
53 DNS（域名系统）：用于连接DNS服务器
25 SMTP（简单邮件传输协议）：用于发送邮件
110 POP3（邮局协议版本3）：用于接收邮件
22 SSH（安全外壳协议）：用于计算机之间的远程加密登录：

4.UDP（用户数据报协议）协议应用的端口以及协议功能

69 TETP（简单文件传输协议）：用于小文件传输
53 DNS（域名系统）用于解析DNS
111 RPC （远程调用协议):用于远程调用
61 SNMO（简单网络管理协议）：用于网络设备管理
123 NTP （网络事件协议）：用于网络时间的同步

5.P (网际协议)协议及其功能:

ARP （地址解析协议）：用于局域网中根据ip获得物理地址
RAPP（你地址解析协议）：用于局域网中通过ARP 根据物理地址请求ip
ICMP (网际控制报文协议) 验证网络是否顺畅
IGMP (网际组管理协议):用于主机与组播路由器之间组播通信