计算机基础篇6-OSI七层模型与tcp-ip五层协议

一、概述

1.分层的思想的主要目的:将复杂的事情简单化,降低复杂化
2.同层使用相同的协议下层为上层提供服务
3.电脑工作在最高层应用层
4.网线,电话线工作在物理层
5.路由器工作在网络层
6.防火墙工作在应用层(最古老的只工作在网络层),高级应用防火墙现在正处在研发中
7.数字信号可以进行修复,模拟信号不可以进行修复

二、OSI七层模型

1.ISO(国际标准组织)组织发布了OSI(open system interconnectional)参考模型

2.包括:

层数:1                   2            3           4        5            6        7

        物理层-数据链路层-网络层-传输层-会话层-表示层-应用层

         比特        帧           数据包   数据段  

三、TCP/IP 五层协议簇

层数:    1                    2                    3                    4                5
            物理层        数据链路层        网络层        传输层        应用层

1.数据的封装和解封装过程
tcp/udp包头:包头需要有原端口号目标端口号
                     tcp            速度一般                可靠           (tcp需要与对方建立连接,连接中有重传机制)
                     udp             速度快                 不可靠        (无连接服务)

ip包头:原ip和目标ip                点到点通信

mac子层:前面mac地址(原mac地址,目标mac地址)  后面添加FCS (4字节)校验作用
交换机根据mac地址转发数据,是由数据链路层添加

四、逐层解析

1.表示层(现在一般都写入到应用层里面)
将比特流转成电脑认识得二进制语言 

2.会话层(一般与传输层进行连用)
为数据进行分类,进行维持会话秩序

3.物理层 physical layer
网线、光纤、空气等传输介质
单位:8bit=1Byte
信号:(数字信号、模拟信号)=电信号
数字信号:抗干扰能力强(交换机可进行复原)、传输距离短
光信号()
红光:波长最长(市面上常见)
紫光:频率最高
光纤类型:
        单模光纤:只传输一种光、衰减较少、一般用于城市间的传输
        多模光纤:传输多种光
网线:
五类双绞线、超五类、六类、七类
排序标准:T568A:白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕
                  T567B:白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕
网线用途:
                交叉线:一端为A,一端为B,同种设备之间使用,相差三层或者三层以上也视为同种设备
                直通线:两端都为A,或者都为B(一般为B),异种设备之间进行通信
                全反线:一端为A,另一端为反A,也称console

4.数据链路层:
属于2层
传输单元:帧
帧结构:请参见图片

帧头:6+6+2=14字节
mtu值:1500字节
帧尾:4字节
工作在数据链路层的设备:交换机/网卡
交换机工作图:

mac地址的老化时间300s
切换端口会立即改变

交换机工作原理:
收到一个数据帧后,首先学习帧中的目标MAC地址,并匹配MAC地址,并查找Mac地址表:如表中有匹配项,则单播转发,如表中无匹配项,泽接受端口外广播转发,MAC地址的老化时间为300秒
交换机的字母的含义:    E     10Mb
                                        F     100Mb
                                        G    1000Mb
                                        Te   10000Mb
F0/1: 0表示模块号,1表示接口号
接口速率自适应:1000/100/10M自适应
速率工作模式可以为10,100,100任何一种状态

端口状态:up/down
down的三种可能:人工down、速率不匹配、双工模式不匹配

交换机的基本工作模式及命令:
第一次配置网络设备需要使用console线,在pc上使用“”超级终端”或其他软件
(1)用户模式:switch>可以查看交换机的简单信息!
(2)特权模式:switch#可以查看交换机的所有配置,且可以做测试保存,初始化操作,但是不可以修改
进入方法switch>enable
(3)全局模式:switch(config)#
默认不能查看配置,但是可以修改配置,且全局生效
进入方法switch#configure termina

网络层

路由基础
路由:路由器为ip包选择路径的过程
路由器选择路径的依据路由表
路由表是用来维护路由条目的集合
路由器根据路由表进行路径选择
路由表形成:直连网段、非直连网段

路由器与交换机的区别
路由:路由器工作在网络层、根据“路由表”转发数据、路由选择、路由转发
交换机:交换机工作在数据链路层、根据mac表进行数据的转发、硬件转发

arp协议(地址解析协议)(内网攻击手段)
作用:在已知对方IP地址的情况下,将IP地址解析成Mac地址
步骤:arp广播请求,arp单播应答
查看arp 缓存        arp -a

广播和广播域
广播:将广播地址作为目的地址的数据帧
广播域:网络中能接受到同一个广播所有节点的集合
Mac地址广播地址为:FF-FF-FF-FF
IP地址广播地址为:255.255.255.255
IP网段网的广播地址为:192.168.1.255
隔离广播域
交换机隔离不了广播域、路由器可以隔离广播域
arp相关命令:
arp  -a     查看arp缓存表
arp  -d     清除arp缓存
arp  -s      arp绑定

arp应答报文攻击
当目标ip与自己再同一网段的时候会发送arp报文,会询问目标Mac地址
当目标ip 与自己不在同一网段的时候还是会发送arp报文,但是报文会询问网关mac地址
arp广播报文攻击

制造虚假网关
arp欺骗
原理与攻击差不多,arp报文的mac地址不一样,攻击填写的是虚假的Mac地址,实现的是断网;欺骗发送的是自己的Mac地址实现的是监听
arp协议没有验证机制,才可以实现攻击欺骗。

路由综合:
凡是能配IP的接口才有Mac地址
交换机没有Mac地址
路由器工作原理:1)首先查看Mac地址与自己的Mac地址是否一致,如果一致进行解封装,如果不一致,进行丢弃。2)解析出目标IP地址,与路由表进行比对,如果存在将IP包路由到出接口,如果不存在返回错误信息。3)再出接口查看arp缓存表,如果有目标的Mac地址则进行封装,继续进行下一跳,如果没有则进行arp广播请求,在记录缓存,并封装帧,最后将帧发送出去。

请求百度的过程

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