网络初识之分层模型和网络传输

1.网络初识

1.OSI七层模型

1.每层介绍

OSI，全称是“开放式系统互联通信参考模型”
第一层：物理层，网络的物理形式，集线器工作在物理层；物理层交换的单元名称是比特；
第二层：数据链路层，负责设备之间的数据帧的传送和识别，交换机工作在数据链路层；经数据链路层协议封装后的数据叫数据帧；
第三层：网络层，负责地址的管理和路由的选择，例如在IP协议中, 通过IP地址来标识一台主机, 并通过路由表的方式规划 出两台机之间的数据传输的线路(路由)，路由器工作在网络层。网络层交换单元的名称是包，即经网络层协议封装后的数据称为数据包；
第四层：传输层，负责两台主机之间的数据传输. 如传输控制协议 (TCP), 能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机；传输层的交换单元叫段，即经传输层协议封装后的数据称为数据段；
第五层：会话层，负责建立和断开通信连接，管理传输层以下的分层；
第六层：表示层，设备固有数据格式和网络标准数据格式的转换；
第七层：应用层，负责应用程序间沟通，提供用户接口，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等；

2.TCP/IP模型和OSI模型的对照关系

TCP/IP是一个纯软件的栈，没有网络应有的最根基的电 缆、网卡等物理设备的位置。而OSI则补足了这个缺失，在理论层面上描述网络更加完整。

2.TCP/IP模型

1.介绍

网络接口层：负责在以太网、wifi这样的底层网络上发送原始数据包，工作在网卡这个层次，使用MAC地址来标记网上设备，也叫MAC层；
网络层：用IP地址取代MAC地址，把局域网、广域网连接成一个巨大的虚拟网络；
传输层:TCP和UDP就在这一层；
应用层：有各种面向具体应用的协议；
物理层我们考虑较少，一般称为TCP/IP四层模型。
对于一台主机, 它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容;
对于一台路由器, 它实现了从网络层到物理层;
对于一台交换机, 它实现了从数据链路层到物理层;
对于集线器, 它只实现了物理层;

3. 网络传输基本流程

两台计算机通过TCP/IP通讯过程如下：

4.数据包封装和分用

不同的协议层对数据包有不同的称谓；在传输层叫做段（segment),在网络层叫做数据报（datagram),在链路层叫做帧(frame)；
应用层数据通过协议栈发到网络上时每层协议都要加上一个数据首部（header),称为封装；
数据封装成数据帧后发到传输介质上，到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部，根据首部中的“上层协议字段”将数据交给对应的上层协议处理；

数据封装的过程：

appl首部就是HTTP头部

数据分用的过程：

5.网络中的地址管理

1.IP地址

IP协议有两个版本, IPv4和IPv6；IP地址是在IP协议中, 用来标识网络中不同主机的地址;
目前主要使用的是IPV4, IP地址是一个4字节, 32位的整数;我们通常也使用 “点分十进制” 的字符串表示IP地址, 例如 192.168.0.1 ; 用点分割的每一个数字表示一个字节, 范围是 0 - 255;
在网络中的每条数据中都会包含两条信息：源端IP地址，目的端IP地址；

2.MAC地址

MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点;
长度为48位, 及6个字节；一般用16进制数字加上冒号的形式来表示(例如: 08:00:27:03:fb:19)；
MAC地址在网卡出厂时就确定了, 不能修改.；MAC地址通常是唯一的(虚拟机中的mac地址不是真实的mac地址, 可能会冲突; 也有些网卡支持用户配置mac地址)；