OSI七层模型与TCP/IP五层

一、什么是协议？

协议就是规则，为了通信需求，所以定义协议标准。多个协议就是一个标准

二、OSI七层及对应单位

OSI七层模型	PDU
应用层
表示层
会话层
传输层	数据段
网络层	数据包
数据链路层	帧
物理层	比特

三、TCP/IP五层协议

TCP/IP协议簇	单位	工作设备	常用协议
应用层	数据/PDU	PC/防火墙	HTTP SSH Telnet FTP DHCP SMTP
传输层	数据段	防火墙	TCP UDP
网络层	数据包/报文	路由器	IP ARP ICMP
数据链路层	帧	交换机 网卡	MAC子层协议
物理层	比特	网线 光纤	RJ45、IEEE802.3等

四、数据封装过程

应用层：在TCP/IP五层中，应用层合并了表示层和会话层。

传输层：给数据前添加TCP/UDP头。包含源端口和目标端口。完成的是进程到进程之间的通信。单位是数据段。

网络层：给数据前再添加IP包头。包含源IP地址和目标IP地址。完成的是点到点的通信。单位是数据包，也叫IP包或者包。

数据链路层：给数据前再添加MAC子层，包含源MAC地址和目标MAC地址；数据后添加FCS。FCS有4个字节，是CRC算法计算出来的一个值，为了满足数据的完整性，称为帧校验序列。单位是帧。

物理层：使用传输介质传输数字信号，也叫比特流。单位是比特。8bit=1Byte

五、协议的对应关系及每层关联

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分割线

①.物理层

1.在物理层工作的设备有网线、光纤、网卡等。单位是比特bit。
2.单位换算：
    8bit=1Byte
    1024B=1KB
    1024KB=1MB
    1024MB=1GB
    1024GB=1TB
    1024TB=1PB
3.网线/双绞线线序：
    T568a 线序：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕
    T568b 线序：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕
4.网线的用途分类：
    1.交叉线：一端为A线序，一端为B线序。同种设备间使用
    2.直通线：两端都是A或者B线序。不通设备间使用

②.数据链路层

数据链路层，俗称二层，传输的数据单位为帧，这里详细说一下帧结构：

1.帧头内容：目标MAC、源MAC、类型，共14个字节。
    类型的作用：识别上层协议，为上层提供服务。
    类型不同取值的含义(0x表示16进制)：
        0x0800:表示上层为IP协议
        0x0806:表示上层为ARP协议
    MAC地址：也叫物理地址，是全球唯一。长度48位、6个字节。

2.上三层数据：最大传输单元(MTU值)为1500字节。包含上层IP包头、TCP/IP头、要发送的数据。(下面讲到网络层时，会详细介绍)

3.帧尾：帧校验序列。4个字节
    FCS 作用是把帧头的所有字段提取出来,经过计算得出一个值存入,接收方收到数据再把帧头提取出来,通过计算得出一个新的FCS值,做一个比较,一样的,表示数据完整，不一样则丢弃。

③.网络层

网络层传输的数据单位是包，到数据到网络层时，会给数据前添加IP包头，详细内容如下:

版本：占用4个比特。作用是为了表示在此IP包里，用的是IPv4版本还是IPv6版本。0100为IPv4版本，0110为IPv6版本。

首部长度：占用4个比特。用来标识本ip数据包的包头长度。
    取值：基本包头（20字节）+可选项(0-40字节)=20-60字节

优先级与服务类型：占用8个比特。标识此ip数据包是否需要优先发送

总长度：占用16个比特。ip数据包包头加数据的总长度，超过1500字节就要进行分段
    取值：基本包头（20字节）+可选项(0-40字节)+数据

标识符：发送端随机生成的，标识同一个报文分段后的编号，以此判断是否为同一个包

标志：此数据是否经过分段。第一个比特位保留，未使用；第二个比特位表示是否分段，0表示进行了分段(源数据未超过1500字节)，1表示未分段；第三个比特位表示是否为最后一段分段

段偏移量：表示此数据段距离初始位置的值

TTL：time to live 生存时间。数据包初始发送时有一个生存时间，每经过一个路由器TTL会减1，当TTL为0时，丢弃该数据包

协议号：识别上层(同层)协议号。值为1表示为同层的ICMP协议；6为TCP协议；17为UDP协议

取值	所表示的协议
1	ICMP(同层)
6	TCP
17	UDP

首部校验和：校验数据包头部在传输中是否出错。