网络分层与各层网络协议介绍

一.OSI七层模型

1.OSI（Open Systems Interconnection）七层模型是由国际标准化组织（ISO）提出的一种网络通信协议的参考模型，用于标准化网络通信的过程。

OSI模型将网络通信分为七个层次，每个层次负责不同的通信功能。

2.以下是OSI七层模型的简单介绍：

物理层（Physical Layer） - 最底层，负责原始比特流的传输，定义了电缆、连接器和信号的物理特性。

数据链路层（Data Link Layer） - 负责在相邻节点之间可靠地传输数据，通过帧来封装数据，并处理错误检测和流量控制。

网络层（Network Layer） - 负责数据包的路由和转发，确保数据能够在网络中的设备之间传输。

传输层（Transport Layer） - 提供端到端的通信服务，确保数据可靠、顺序地传输，并处理流量控制和拥塞控制。

会话层（Session Layer） - 负责建立、管理和终止会话，即通信连接。

表示层（Presentation Layer） - 负责数据的表示、安全和压缩，确保一个系统应用层发送的数据能够被另一个系统的应用层理解。

应用层（Application Layer） - 最高层，直接为用户提供服务，如电子邮件、文件传输、Web浏览等。

3.OSI模型是一个理论上的框架，它帮助我们理解和设计网络通信协议。

在实际应用中，TCP/IP模型更为流行，它将网络通信分为四个层次：链路层、网络层、传输层和应用层。

二.TCP/IP模型

TCP/IP模型将网络通信分为四个层次，每个层次负责不同的通信功能。以下是TCP/IP模型的网络分层介绍：

**链路层（Link Layer）** - 对应于OSI模型的物理层和数据链路层。链路层负责在直接相连的网络节点之间传输数据，包括物理介质的管理和数据帧的封装。
**网络层（Internet Layer）** - 对应于OSI模型的网络层。网络层负责数据包的路由和转发，确保数据能够在网络中的设备之间传输。IP协议是网络层最核心的协议。
**传输层（Transport Layer）** - 对应于OSI模型的传输层。传输层提供端到端的通信服务，确保数据可靠、顺序地传输，并处理流量控制和拥塞控制。TCP和UDP是传输层最常见的协议。
**应用层（Application Layer）** - 对应于OSI模型的应用层、表示层和会话层。应用层直接为用户提供服务，如电子邮件、文件传输、Web浏览等。HTTP、FTP、SMTP等协议都属于应用层。

TCP/IP模型比OSI模型更为简洁，它更贴近实际的网络通信过程，因此在实际应用中更为流行。TCP/IP模型的设计目标是实现不同网络之间的互联，因此它强调了网络层的路由和转发功能，以及传输层的端到端通信服务。

三.链路层协议

也称为数据链路层协议，是OSI模型的第二层协议，它们负责在直接相连的网络节点之间传输数据。以下是一些常见的链路层协议：

**以太网（Ethernet）** - 最常见的局域网（LAN）技术，用于在网络设备之间传输数据。以太网协议包括多种标准，如IEEE 802.3。
**Wi-Fi（无线 fidelity）** - 一种无线局域网技术，允许电子设备连接到无线网络。Wi-Fi协议包括IEEE 802.11a、802.11b、802.11g和802.11n等。
**PPP（点对点协议）** - 用于在点对点连接上传输多协议数据包的协议，常用于拨号网络连接。
**MAC（媒体访问控制）** - 负责控制网络设备如何访问传输媒体，并使用MAC地址来唯一标识网络中的设备。
**L2TP（第二层隧道协议）** - 一种用于在IP网络上创建虚拟专用网络（VPN）的隧道协议。
**VLAN（虚拟局域网）** - 一种将网络分割成多个逻辑分段的技术，以提高网络的安全性和性能。
**PPPoE（PPP over Ethernet）** - 一种将PPP会话封装在以太网帧中的协议，常用于宽带接入。
**LLC（逻辑链路控制）** - 提供数据链路层服务的一部分，用于IEEE 802 LAN协议族中。
**HDLC（高级数据链路控制）** - 一种用于同步数据传输的比特导向协议，常用于广域网（WAN）连接。
**帧中继（Frame Relay）** - 一种用于在本地和广域网络中传输数据的协议，常用于企业网络和广域网连接。
**STP（生成树协议）** - 用于防止网络中出现环路的协议，确保网络的稳定性和可靠性。
**MSTP（多生成树协议）** - STP的扩展，允许多个生成树同时存在，以提高网络的效率和性能。

四.网络层协议

是OSI模型的第三层协议，它们负责数据包的路由和转发，确保数据能够在网络中的设备之间传输。以下是一些常见的网络层协议：

**IP（Internet Protocol）** - 最基础的网络层协议，用于在网络中的设备之间传输数据包。IP协议有两个版本：IPv4和IPv6。
**ICMP（Internet Control Message Protocol）** - 用于发送错误消息和操作信息的数据包协议，如ping和traceroute命令所使用的协议。
**IGMP（Internet Group Management Protocol）** - 用于管理IPv4网络中的多播组成员资格的协议。
**ARP（Address Resolution Protocol）** - 用于将网络层地址（如IPv4地址）解析为数据链路层地址（如MAC地址）的协议。

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**RARP（Reverse Address Resolution Protocol）** - 用于通过物理地址获取IP地址的协议，现在已经很少使用。
**OSPF（Open Shortest Path First）** - 一种内部网关协议（IGP），用于在单个自治系统内进行路由选择。
**BGP（Border Gateway Protocol）** - 一种路径向量协议，用于不同自治系统之间的路由选择。
**RIP（Routing Information Protocol）** - 一种距离向量路由协议，用于在网关和主机之间交换路由选择信息。
**EIGRP（Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）** - 一种由Cisco开发的IGP，用于在单个自治系统内进行路由选择。
**IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）** - 一种链路状态路由协议，用于在单个自治系统内进行路由选择。
**LDP（Label Distribution Protocol）** - 用于MPLS（Multiprotocol Label Switching）网络中分发标签的协议。
**RSVP（Resource Reservation Protocol）** - 用于在网络中为数据流预留资源的协议。
**PIM（Protocol Independent Multicast）** - 一种用于多播路由的协议。

五.传输层协议

是OSI模型的第四层协议，它们负责在网络中的端点之间提供可靠的数据传输服务。以下是一些常见的传输层协议：

**TCP（Transmission Control Protocol）** - 一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。TCP提供了可靠的数据传输、流量控制、拥塞控制和错误检测等功能。
**UDP（User Datagram Protocol）** - 一种无连接的、不可靠的传输层协议。UDP提供了简单的、无序的数据报传输服务，适用于那些不需要可靠传输或可以容忍数据丢失的应用程序。

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**SCTP（Stream Control Transmission Protocol）** - 一种面向消息的、可靠的传输层协议，设计用于支持信号传输和多媒体通信。SCTP提供了多流和多回家功能，可以更好地处理网络中的故障。
**DCCP（Datagram Congestion Control Protocol）** - 一种无连接的、面向消息的传输层协议，它提供了拥塞控制但不像TCP那样提供可靠性。DCCP适用于那些需要拥塞控制但不需要可靠传输的应用程序。
**RLP（Reliable Data Protocol）** - 一种可靠的数据传输协议，用于在不可靠的网络环境中提供可靠的数据传输服务。
**SPX（Sequenced Packet Exchange）** - 一种由Novell开发的传输层协议，用于NetWare网络中的数据传输。
**IL（Internetwork Layer）** - 在某些网络模型中，传输层也被称为互联网层，它提供了网络层和传输层之间的接口。

四.常见网络应用层协议

HTTP (Hypertext Transfer Protocol)** - 用于Web浏览器和服务器之间传输超文本文档的协议，是互联网上最常用的协议之一。
HTTPS (HTTP Secure)** - HTTP协议的安全版本，通过SSL/TLS加密来保护数据传输，是处理敏感信息（如在线交易）时的标准协议。
FTP (File Transfer Protocol)** - 用于在网络上的计算机之间传输文件的协议，虽然不如以前流行，但仍然广泛用于文件传输。
SFTP (SSH File Transfer Protocol)** - 通过SSH加密的FTP协议，提供安全的文件传输。
DNS (Domain Name System)** - 用于将域名解析为IP地址的协议，是互联网上最重要的服务之一。
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)** - 用于自动分配IP地址的协议，简化了网络设备的配置。
SSH (Secure Shell)** - 提供安全的远程登录和命令行界面访问的协议，广泛用于系统管理。
NTP (Network Time Protocol)** - 用于同步网络中计算机时间的协议。
Telnet -用于远程登录和命令行界面访问的协议，但传输的数据不加密，因此安全性较低。
MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)** - 用于物联网(IoT)中的轻量级消息传输协议。
CoAP (Constrained Application Protocol)** - 用于物联网(IoT)中的轻量级通信协议。
XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol)** - 用于即时消息和在线状态管理的协议。
AMQP (Advanced Message Queuing Protocol)-用于消息中间件中的消息传输协议。
WebSocket** - 用于在Web浏览器和服务器之间进行全双工通信的协议，支持实时通信。
VPN (Virtual Private Network)** - 用于创建加密的网络隧道的协议，如IPsec、L2TP、PPTP等，提供安全的远程访问。
SNMP (Simple Network Management Protocol)** - 用于网络管理和监控的协议。
LDAP (Lightweight Directory Access Protocol)** - 用于访问目录服务中的信息的协议，常用于用户身份验证和目录服务。
RDP (Remote Desktop Protocol)** - 用于远程桌面连接的协议，允许用户远程控制其他计算机。
OAuth** - 用于授权第三方应用程序访问用户数据的协议，广泛用于社交媒体和云服务。
OpenID Connect** - 用于身份验证的协议，基于OAuth 2.0，简化了用户登录过程。
RTSP (Real Time Streaming Protocol)** - 用于流媒体播放控制的协议。
SIP (Session Initiation Protocol)** - 用于控制多媒体通信会话的协议，如语音和视频通话。
SIPS (SIP over TLS)** - 通过TLS加密的SIP协议，提供安全的通信会话控制。
H.323** - 用于视频会议和VoIP通信的协议。
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)** - 用于发送电子邮件的协议，是电子邮件传输的基础。
POP3 (Post Office Protocol 3)** - 用于接收电子邮件的协议，允许用户下载邮件到本地计算机。

27.IMAP (Internet Message Access Protocol)** - 用于接收电子邮件的协议，允许用户在服务器上管理邮件，而不必将邮件下载到本地计算机。