网络（一）参考模型及封装技术

前言

在计算机网络中，如何通过有效的方式为计算机使用者提供信息高效传输和数据安全加密的功能？下面将就网络传输的基本流程 、解封装功能作相关介绍。

目录

前言

一、网络

1. 定义

2. 图示

2.1 网络设备的作用

2.1.1 交换机 

2.1.2 路由器

2.1.3 服务器

3. 网络覆盖范围划分

4. 通讯方式

5. 通讯机制

5.1 单工

5.2 半双工

5.3 全双工

5.4 图示 

二、OSI参考模型

1. 定义 

2. 分层与功能 

3. 分层协议

3.1 定义

3.2 应用层协议

3.3 传输层协议

3.4 网络层协议：IP

4. 补充

三、数据封装与解封装

1. 数据封装

1.1 定义

1.2 封装过程

2. 解封装 

2.1 定义

2.2 解封装过程

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一、网络

1. 定义

计算机网络是一组计算机或网络设备通过有形的线缆或无形的媒介如无线，连接起来，按照一定的规则，进行通信的集合。

2. 图示

2.1 网络设备的作用

2.1.1 交换机 

提供更多的接口，让更多的设备加入到网络中来。 

2.1.2 路由器

协助（高速）转发数据；通过路由器的网络互连功能，可以实现不同网络之间的连接和通信。

2.1.3 服务器

服务器作为一个网络节点，为用户提供数据存储处理服务。

3. 网络覆盖范围划分

·局域网：小范围网络；校园网、企业网。

·城域网：城市范围网络。

·广域网：全国、全球网络；Internet。

4. 通讯方式

·单播：一对一，私聊；一个源，单个或多个目标，点对点通讯。

·组播：一对多，群聊；多播或组播，一个源，给一个组进行发送集群中内部通讯。

·广播：一对所有；一个源，所有目标。

5. 通讯机制

5.1 单工

数据传输只支持数据同一时间、同一方向上传输；不能实现双向通信。如：电视、广播。

5.2 半双工

数据传输允许数据在两个方向上传输，但是同一时间只能单向发送和接收，可以实现双向通信。如：对讲机。

5.3 全双工

数据通信允许数据同时在两个方向上传输,可以理解为是两个单工通信方式的综合版本。如：电话。

5.4 图示  

二、OSI参考模型

1. 定义 

OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互连。 一般都叫OSI参考模型，是ISO组织在1985年研究的网络互连模型。该体系结构与标准定义了网络互连的七层框架，即OSI开放系统互连参考模型。

2. 分层与功能 

注：每一层都是独立的，且只为上一层负责 

3. 分层协议

3.1 定义

协商议定，按一定的标准传输数据。

3.2 应用层协议

过程：用户到协议到软件

·http：超文本传输协议——图片、视频、网页；端口号tcp/80

·ftp：文本传输协议，tcp/20 21

·tftp：简单的文件传输协议，udp/69

3.3 传输层协议

·tcp：慢，稳定；发送有测试环节，有超时重发机制。如：打电话。

·udp：快，不稳定；只管发送的不可靠传输。如：发短信。

注：只有这两个协议有端口号。

3.4 网络层协议：IP

·ARP：将IP地址转换成mac地址，mac地址是网卡的唯一身份证号。

·ICMP：主机双向联通性检测协议，如：ping；数据包来回才是一次完整的通讯。

4. 补充

传输层中：单机系统通过PID来分辨应用程序，只要打开一个应用程序，就会随机产生pid号；

网络层中：端口号作用是在网络传输中确定应用程序或协议。

三、数据封装与解封装

1. 数据封装

1.1 定义

数据包利用网络在不同设备之间传输时，为了可靠和准确地发送到目的地，并且高效地利用传输资源，事先要对数据包进行拆分和打包，在所发送的数据包上附加上目标地址，本地地址，以及一些用于纠错的字节，安全性和可靠性较高时，还要进行加密处理等等。

1.2 封装过程

补充：

应用层对应的设备：电脑

数据链路层（二层）对应设备：交换机；原理 ：根据mac地址判断是否接收数据

网络层（三层）对应设备：路由器；原理 ：根据IP地址判断是否接收数据

传输层（四层）对应设备：防火墙；原理 ：根据协议/端口号判断是否接收数据

物理层对应的设备：网卡

2. 解封装 

2.1 定义

就是封装的逆过程，拆解协议包，处理包头中的信息，数据的接收端从物理层开始，进行与发送端相反的操作，称为“解封装”。

2.2 解封装过程