OSI、TCP、IP

OSI、TCP、IP OSI、TCP、IP

一、OSI七层网络模型（重点）
1、OSI概述：OSI是一个开放性的通信系统互连参考模型，它是一个定义得非常好的协议规范。OSI模型有7层结构，每层都可以有几个子层。 OSI的7层从上到下分别是 7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 传输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层 ；其中高层（即7、6、5、4层）定义了应用程序的功能，下面3层（即3、2、1层）主要面向通过网络的端到端，点到点的数据流。
2、产生背景：解决跨厂商的网络设备无法通信的问题
3、作用：明确通信的标准，所有在互联网的设备通信都需要遵循这种方式，解决了不同厂商之间的设备兼容性问题（由ISO国际组织提出的OSI参考模型）
4、工作原理
应用层：应用程序提供接口接入，如QQ应用
表示层：数据转换计算机可以识别的语言
会话层：建立会话，保证会话是一对一
传输层：端到端的连接，如两台电脑打开多个应用程序，如何保证每个应用的通信不会错乱——>编号
网络层：ip地址寻找主机所在的大概位置（逻辑寻址），类比信封上的收件地址
eg：
江苏省.南京市.X小区X号楼2602
逻辑寻址的条件：一定范围内唯一、位置不变
数据链路层：MAC地址确认主机的精确位置（物理寻址），类型信封的收件人
eg：收件人：小六，电话：1234567890——>区分到个体，如身份z
物理层：数据通过网卡、网线以0、1的二进制传输
5、各层功能
a、应用层
与其它计算机进行通讯的一个应用，它是对应应用程序的通信服务的。例如，一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信的代码，从事字处理工作的程序员也不关心OSI的第7层。但是，如果添加了一个传输文件的选项，那么字处理器的程序就需要实现OSI的第7层。示例：TELNET，HTTP，FTP，NFS，SMTP等。
b、表示层
这一层的主要功能是定义数据格式及加密。例如，FTP允许你选择以二进制或ASCII格式传输。如果选择二进制，那么发送方和接收方不改变文件的内容。如果选择ASCII格式，发送方将把文本从发送方的字符集转换成标准的ASCII后发送数据。在接收方将标准的ASCII转换成接收方计算机的字符集。示例：加密，ASCII等。
c、会话层
它定义了如何开始、控制和结束一个会话，包括对多个双向消息的控制和管理，以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用，从而使表示层看到的数据是连续的，在某些情况下，如果表示层收到了所有的数据，则用数据代表表示层。示例：RPC，SQL等。
d、传输层
这层的功能包括是选择差错恢复协议还是无差错恢复协议，及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用，还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能。示例：TCP，UDP，SPX。
e、网络层
这层对端到端的包传输进行定义，它定义了能够标识所有结点的逻辑地址，还定义了路由实现的方式和学习的方式。为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质，网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法。示例：IP，IPX等。
f、数据链路层
它定义了在单个链路上如何传输数据。这些协议与被讨论的各种介质有关。示例：ATM，FDDI等。
g、物理层
OSI的物理层规范是有关传输介质的特性，这些规范通常也参考了其他组织制定的标准。连接头、帧、帧的使用、电流、编码及光调制等都属于各种物理层规范中的内容。物理层常用多个规范完成对所有细节的定义。示例：Rj45，802.3等。
分层优点：
（1）人们可以很容易的讨论和学习协议的规范细节。
（2）层间的标准接口方便了工程模块化。
（3）创建了一个更好的互连环境。
（4）降低了复杂度，使程序更容易修改，产品开发的速度更快。
（5）每层利用紧邻的下层服务，更容易记住各层的功能。
OSI七层模型小结：
层次分明，明确每一层的工作内容，层与层之间紧密关联

二、TCP/IP
1、TCP/IP概述：TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇， 只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。
2、产生背景
OSI七层模型过于复杂，比如上三层主要是软件层面，可以统一定为为一层。所以TCP/IP成为主流参考模型
3、特点：
（1）协议标准是完全开放的，可以供用户免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与 *** 作系统。
（2）独立于网络硬件系统，可以运行在广域网，更适合于互联网。
（3）网络地址统一分配，网络中每一设备和终端都具有一个唯一地址。
（4）高层协议标准化，可以提供多种多样可靠网络服务。
4、工作原理
a、物理层
作用：双方协商数据传输的物理介质
常见的物理介质
双绞线
传输距离：100米，推荐不超过80米，太长影响传输质量
成本：低
传输速率：十兆/百兆/千兆/万兆，支持向下兼容
光纤
传输距离：远，可以达到20KM
成本：光模块：高（光电转换） 光纤：便宜
传输速率：40G-100G
WiFi、电磁波
b、数据链路层（二层）
作用：通过MAC进行物理寻址找到对应的主机，类似信封上的收件人信息
MAC：设备出厂就有的，全球唯一，类似身份z
IEEE机构分配，总共是48bit二进制，前3字节（1字节=8bit）由根据厂商代码分配，后面24bit由设备厂商分配（通过前缀可以判断出设备是所属哪个厂商，类似身份z判断每个人所属的省份）

如何查看电脑的MAC：ipconfig /all

MAC地址特点
单播MAC：一对一的通信，单独发给某个目的终端；第8bit为0
组播MAC：类似QQ讨论组，第8bit为1
广播MAC：类似发消息给所有的QQ好友
如：主机A发一个单播/广播，XX可以接收，XXX不能接收
网络设备：交换机
c、网络层（三层）
作用：通过ip逻辑寻址，定位数据所在的区域，类似信封的收件/发件地址
IP地址：标识网络中的节点

如何查看电脑的ip：ipconfig /all

如何表示：
32bit的二进制，为了书写和阅读方便，使用点分十进制
ipv4地址范围：0.0.0.0-255.255.255.255
网络设备：路由器
d、传输层
作用：定义数据传输的可靠方式
协议类型
TCP
面向连接、可靠传输
eg：钉钉软件显示消息已读或者未读来确认对方是否有收到消息
本质：不是却决于对方是否收到，而是指自己清楚对方是否有收到
使用场景：下载的文件保证完整性、游戏更新包
UDP
面向无连接，不可靠传输
不管对方是否收到，只管发送
例子：比如老师上课，不管学员有没有在听，自己讲
为什么不需要对方确认：对方如果没有收到，对方会再发一次请求询问确认
优点：效率高、省资源、省带宽
使用场景：语言、视频、直播
端口号
类似编号，标记要请求的具体应用
范围：0-65535，0到1023是部分特定网络服务的端口号
如何生成：
主机访问其他服务（如淘宝）的源端口是主机随机生成的
软件：非知名服务，如QQ是开发定义的
e、应用层
关注常用端口号即可，如HTTP（80）、HTTPS（TCP，443）、Telnet、FTP、SNMP、TFTP、远程服务（TCP，3389）

三、封装/解封装
1、封装
过程：自上而下
协议数据单元（PDU）
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）
2、解封装
过程：从下往上
工作原理
物理层
监听数据
数据链路层（检查目的MAC）
是自己，接收
不是，丢弃
网络层（检查目的ip）
是自己：接收转发
不是自己：丢弃
传输层（检查端口号）
有：把数据根据送到对应端口的服务
没有：丢弃
网络封装和解封装动态演示：

以华为设备为例（模拟器：ensp）

对一些基础配置的理解：
**sysname+主机名       设置主机名**
display version      查看当前系统版本
**display this         显示当前视图配置**
**display current-configuration      显示未保存全部配置**
**save        保存当前配置**
**display arp      查看ARP列表信息**
reset arp all     清空重置ARP
return   返回到用户模式
display saved-configuration     显示已保存配置
reset saved-configuration        清除配置
**reboot       重启**
display users           显示已连接终端用户
display diagnostic-information     显示当前所有配置

一些常用的命令快捷键
ctrl+z = return 返回到用户模式
crtl+c 停止当前命令的运行
ctrl+a 把光标移动到当前命令行的最前端
ctrl+e 把光标移动到当前命令行的最尾端
ctrl+] 终止当前连接或切换连接