一、OSI模型的理解
?国际标准化组织(International Standard Organization,ISO)于1984年颁布了开放系统互连(Open System Interconnection,OSI)参考模型
?OSI参考模型是一个开放式体系结构,它规定将网络分为七层,从下往上依次是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层
·每一层的功能如下:
1.物理层
主要功能是建立、维护、断开物理连接。
利用传输介质为数据链路层提供物理连接,实现比特流的透明传输。尽可能屏蔽掉具体传输介质 和物理设备的差异。
常见的物理层设备:网卡、光纤、RJ-45接头(常用5类网线)、集线器(HUB)
2.数据链路层
主要功能是建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。
在物理层提供的比特流的基础上,通过差错控制、流量控制方法,使有差错的物理线路变为无差错的数据链路,即向网络层提供可靠的通过物理介质传输数据的方法。
具体工作是:接收来自物理层的位流(比特流)形式的数据,通过差错控制等方法传到网络层;同样,也将来自上层的数据,封装成数据帧转发到物理层;并且,还负责处理接收端发回的确认帧的信息,以便提供可靠的数据传输。
常见的数据链路层设备:交换机
3.网络层
主要功能是进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择。
主要任务是:数据链路层的数据在这一层被转换为数据包 ,然后通过路径选择、分段组合、顺序、进/出路由等控制,将信息从一个网络设备传送到另一个网络设备。
一般情况下,数据链路层是解决同一网络(局域网)内节点之间的通信,而网络层主要解决不同子网间的通信。
常见的网络层设备:路由器
4.传输层
主要功能是定义传输数据的协议端口号,以及流控和差错校验
要任务是:向用户提供可靠的端到端的差错和流量控制,保证报文的正确传输
5.会话层
主要功能是建立、管理、中止会话。
组织和协调两个会话进程之间的通信,并对数据交换 进行管理。
当建立会话时,用户必须提供他们想要连接的远程地址。
6.表示层
主要功能是数据的表示、安全、压缩
对来自应用层的命令和数据进行解释,对各种语法赋予相应的含义,并按照一定的格式传送给会话 层。
主要功能是处理用户信息的表示问题,如编码、数据格式转换和加密解密等。
7.应用层
主要功能是提供网络服务与最终用户的一个接口。
应用层是计算机用户,以及各种应用程序和网络之间的接口,其功能是直接向用户提供服务,完成用户希望在网络上完成的各种工作。
应用层为用户提供的服务和协议:文件传输服务(FTP)、远程登录服务(ssh)、网络管理服等。 上述的各种网络服务由该层的不同应用协议和程序完成。
应用层的主要功能如下:
1) 用户接口:应用层是用户与网络,以及应用程序与网络间的直接接口,使得用户能够与网络进行交互式联 系。
2)实现各种服务:该层具有的各种应用程序可以完成和实现用户请求的各种服务。
二、OSI和TCP/IP之间的关系
TCP/IP协议模型(Transmission Control Protocol/Internet Protocol),包含了一系列构成互联网基础的网络 协议,是Internet的核心协议,通过20多年的发展已日渐成熟,并被广泛应用于局域网和广域网中,目前已成 为一种国际标准。
TCP/IP协议簇是一组不同层次上的多个协议的组合,该协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所 提供的协议来完成自己的需求,与OSI的七层模型相对应。
尽管通常称该协议族为TCP/IP,但TCP和IP只是其中的两种协议而已(该协议族的另一个名字是Internet协议族 (Internet Protocol Suite))
三、数据的封装和解封装过程
数据格式:
TCP数据信息:TCP头部+实际数据 (TCP头包括源和目标主机端口号、顺序号、确认号、校验字等)
IP数据包:IP头部+TCP数据信息(IP头包括源和目标主机IP地址、类型、生存期等)
数据帧:帧头+IP数据包+帧尾 (帧头包括源和目标主机MAC初步地址及类型,帧尾是校验字)
数据的封装与解封装: 封装:数据要通过网络进行传输,要从高层一层一层的向下传送,如果一个主机要传送 数据到别的主机,先把数据装到一个特殊协议报头中,这个过程叫-----封装。 解封装:上述的逆向过程
当数据以TCP/IP协议传输时的封装过程如下图:
四、两台设备的通信过程
一台设备与另一台设备的通信,应用层提供访问的服务(如文件传输服务ftp),传输层根据服务来选择定义端口号和协议(ftp的21号端口),网络层把数据转化成数据包,数据链路层转化成数据帧,通过物理层转化成比特流在通讯介质之间传递数据。
同过交换机时,交换机把获取的比特流数据解封装MAC头部,找到目标地址,在把数据进行封装,发送到下一个设备。
通过路由器时,路由器通过IP头部就行寻址,包头的逻辑地址选路。
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