菜鸟教程 计算机网络原理超详解说

OSI七层结构

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物理层

该层为上层协议提供了一个传输数据的可靠的物理媒介。两个重要设备:中继器(Repeater,也叫放大器)和集线器。

数据链路层

数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务,其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。
该层的作用包括:物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。

  • 数据链路层为网络层提供可靠的数据传输;
  • 基本数据单位为帧;
  • 主要的协议:以太网协议;
  • 两个重要设备名称:网桥和交换机。

网桥也叫桥接器,是连接两个局域网的一种存储/转发设备,它能将一个大的LAN分割为多个网段,或将两个以上的LAN(局域网)互联为一个逻辑LAN,使LAN上的所有用户都可访问服务器。(和交换机功能类似)

网络层

具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。它提供的服务使传输层不需要了解网络中的数据传输和交换技术。网络层中涉及众多的协议,其中包括最重要的协议,也是TCP/IP的核心协议——IP协议。与IP协议配套使用实现其功能的还有地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特网报文协议ICMP、因特网组管理协议IGMP。

  • 网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。此外,网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能;
  • 基本数据单位为IP数据报;
  • 包含的主要协议:

    • IP协议(Internet Protocol,因特网互联协议);
    • ICMP协议(Internet Control Message Protocol,因特网控制报文协议);
    • ARP协议(Address Resolution Protocol,地址解析协议);
    • RARP协议(Reverse Address Resolution Protocol,逆地址解析协议)。
    • 重要的设备:路由器。

      传输层

  • 传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输以及端到端的差错控制和流量控制问题;

  • 包含的主要协议:TCP协议(Transmission Control Protocol,传输控制协议)、UDP协议(User Datagram Protocol,用户数据报协议);
  • 重要设备:网关。

那么网关到底是什么呢?网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。只有设置好网关的IP地址,TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢?网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址,具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上相当于一台路由器)、代理服务器(也相当于一台路由器)。

会话层

会话层管理主机之间的会话进程,即负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。

表示层

表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。

应用层

为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。
会话层、表示层和应用层重点:

  • 数据传输基本单位为报文;
  • 包含的主要协议:FTP(文件传送协议)、Telnet(远程登录协议)、DNS(域名解析协议)、SMTP(邮件传送协议),POP3协议(邮局协议),HTTP协议(Hyper Text Transfer Protocol)。

建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来:服务说明某一层为上一层提供一些什么功能,接口说明上一层如何使用下层的服务,而协议涉及如何实现本层的服务;这样各层之间具有很强的独立性,互连网络中各实体采用什么样的协议是没有限制的,只要向上提供相同的服务并且不改变相邻层的接口就可以了。网络七层的划分也是为了使网络的不同功能模块(不同层次)分担起不同的职责,从而带来如下好处:   
● 减轻问题的复杂程度,一旦网络发生故障,可迅速定位故障所处层次,便于查找和纠错;   
● 在各层分别定义标准接口,使具备相同对等层的不同网络设备能实现互操作,各层之间则相对独立,一种高层协议可放在多种低层协议上运行;   
● 能有效刺激网络技术革新,因为每次更新都可以在小范围内进行,不需对整个网络动大手术;   
● 便于研究和教学。
网络技术 - 图2

IP地址

https://zhuanlan.zhihu.com/p/97740009

子网掩码:用来确定两个IP是否是属于同一个局域网;将其展开为2进制,其连续为1的部分,表示了网络地址部分,后面连续为0的部分表示主机地址部分。例如:255.255.240.0 => 11111111.11111111.11110000;所以前28位表示网络地址,后四位表示主机地址,如果两个IP都属于这个局域网之下,那么其IP的前28位必须相同。

  • 五类IP地址,每类IP地址的子网掩码;
  • 网络地址 & 主机地址;
  • 子网划分和子网下面的主机划分是一个道理;

所以对于电脑IP的设置,首先需要知道网络IP(怎么知道?);然后根据其子网掩码可以确定其下的子网个数以及每个子网下的最大主机数。

网关 VS 路由器

网关和路由器的区别 什么是网关?
二层转发和三层路由