计算机网络体系

目录

计算机网络模型

OSI的七层协议

1、 物理层 

2.、数据链路层

3、网络层

4、传输层

5、会话层

6、表示层

7、应用层

OSI模型的总结

计算机网络模型

（1）OSI的七层协议：从上到下：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

（2）TCP/IP四层协议：从上到下：应用层，传输层、网络层、数据链路层、网络接口层。

OSI的七层协议

1、 物理层 

       物理层设备：网线、中继器、集线器、光缆，目的是把电脑都连接起来，发送0、1电路信号。

2.、数据链路层

       因为电脑连接以后要传输电信号，那么首先要知道电信号的定义，这就是数据链路层要做的事。即负责建立和管理节点间的链路。通过各种控制协议（以太网协议），将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。

数据链路层又分为2个子层：逻辑链路控制子层（LLC）和媒体访问控制子层（MAC）：

    MAC子层的主要任务是解决共享型网络中多用户对信道竞争的问题，完成网络介质的访问控制；

    LLC子层的主要任务是建立和维护网络连接，执行差错校验、流量控制和链路控制。

数据链路层的具体工作是接收来自物理层的比特流数据，执行差错校验，并封装成帧，传送到上一层（透明传输）；同样，也将来自上层的数据帧，拆装为比特流数据转发到物理层；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。（物理层传输的是比特流，而数据链路层传输的是帧。）

主要设备：网卡、网桥、交换机。

网卡：网络适配器，连接计算机与网络的硬件设备，整理计算机发往网线的数据，将数据分解成大小的数据包之后向网络上发送。

     Mac地址与IP地址的区别：

     Mac地址：是厂商烧录在只读存储器上的，出厂厂商的唯一标识，且不可更改，是6个十六进制的数据。

     IP地址：网络地址，相当于门牌号。

     查看网卡的Mac地址(十六进制)命令：ipconfig /all

          Pysical Address :xx-xx-xx-xx-xx-xx

网桥：将两个LAN链接在一起，变成一个LAN,并按Mac地址转发；分割冲突域。

       示例：局域网访问过程如下：

1、电脑A想要访问电脑B，于是封装一个数据包（电脑A的Mac地址，电脑B的Mac地址、数据），经过集线器发送给网桥

2、网桥接收到数据包，并把数据包进行广播，分别广播给电脑B、电脑C、电脑D

3、每台电脑分别比较目的Mac地址是否是本身，于是只有电脑B将返回数据包信息，电脑C、电脑D丢弃本次数据包。 

4、网桥会记录电脑A的Mac地址，电脑B的Mac地址，并只将电脑B的返回数据广播给电脑A

交换机：工作过程和网桥类似，对已知单播帧只往对应端口进行转发；对未知单播帧，即交换机还没有学习到的Mac进行广播转发，所有端口进行广播；对广播帧或组播帧进行广播。

交换机和网桥的区别：

        网桥只有两个端口，交换机至少有四个端口也有8个、16个等端口，网桥基于软件转发，交换机基于硬件转发，可以通过命令查看Mac地址表，而网桥不行。且交换机的造价比网桥低。

3、网络层

完成网络中主机间的报文传输，网络层识别的地址是IP地址，也称IP协议层。

一般地，数据链路层是解决同一网络内节点之间的通信，而网络层主要解决不同子网间的通信。例如在广域网之间通信时，必然会遇到路由（即两节点间可能有多条路径）选择问题。 

主要设备：路由器

路由器:可以翻译不同网段之间的通信，其本身具备丰富的协议，可以连接不同的网段和网络。路由器可以判断网络地址以及选择路径的功能，其本身配置了两块网卡，分别连到两个局域网。

网关也是路由器的一种。

4、传输层

向用户提供可靠的端到端的差错和流量控制（端口号既是这里的“端”。），保证报文的正确传输。传输层的作用是向高层屏蔽下层数据通信的细节，即向用户透明地传送报文。该层常见的协议：TCP/IP中的TCP协议、Novell网络中的SPX协议和微软的NetBIOS/NetBEUI协议。

主要协议：

TCP协议：解决如何连接、如何发送消息、数据是否完整传输，是否正确。

UDP协议：UDP协议实现了端口，从而使数据包传送到IP地址的基础上，还可以进一步将其送到具体的某一个端口上。

UDP传输与IP传输相似，但IP协议是ip地址之间的通信，但通信需要多个通信通道，将每个通道分配给每一个进程使用，UDP则是实现端口的通信。

通常说的socket 网络层编程就是基于TCP协议来开发。

5、会话层

在两个结点间建立、维护和释放面向用户的连接，并对会话进行管理和控制，保证会话数据可靠传送。

6、表示层

主要负责数据格式的转换，即翻译，压缩与解压缩，加密与解密。

7、应用层

网络体系中最高的一层，也是唯一面向用户的一层，也可视为为用户提供常用的应用程序，例如电子邮件，上网浏览等网络服务都是应用层程序。

主要协议：HTTP,HTTPS,FTP（上传，下载）,SMTP（邮件）

应用层的主要功能如下：

      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。

      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。

OSI模型的总结

OSI模型上层（会话层，表示层，应用层）处理用户接口、数据格式、应用访问。

OSI模型下层（物理层，数据链路层，网络层，传输层）处理数据在网络介质中的传送。