【HCIA-Datacom】网络参考模型

网络参考模型

⭐在上一章节中已经给大家介绍了我们网络与生活之间的一些联系

⭐这一章节主要学习的内容叫做网络参考模型

1. 应用和数据

  • 应用:满足人们的各种需求,比如访问网页,在线游戏,在线视频等。

    • 伴随着引用会有信息的产生:文本、图片、视频
  • 数据

    • 数据的产生:在计算机领域,数据是各种信息的载体
    • 数据传输 :大部分应用程序所残生的数据需要在不同的设备之间传递

🔺问题:一个应用程序是否需要完整数据的产生到传递的整个过程呢?

▲ 需要我们中间的网络来做一些数据转发的一个功能,这个就涉及后面的内容了,在下面很快就会提及!

这一章节给大家简单介绍了什么叫做应用,什么叫做数据

2. 网络参考模型与标准协议

OSI参考模型

🔺 问题:为什么我们在网络层有了一个地址之后,在数据链路层还需要有一个地址

TCP/IP参考模型与标准协议

在实际应用当中,其实我们用的是另一个参考模型: TCP/IP

因为OSI协议栈比较复杂,且TCP和IP两大协议在业界被广泛使用,所以TCP/IP参考模型称为了互联网的主流参考模型

  • ⭐TCP/IP协议栈定义了一系列的标准协议
  • 常见协议标准化组织(了解)

常见的几种协议

应用层

应用软件提供接口,使使用程序额能够使用网络服务。应用层协议会指定使用相应的传输层协议,以及传输层所使用的端口等

  1. 应用层的PDU被称为Data(数据)

  2. TCP保证数据不会丢失;UDP传输快,但是会有丢失率

  • FTP(File Transfer Protocol)

    一个用于从一台主机传送文件到另一台主机的协议,用于文件的 "下载""上传" ,它采用 C/S (Client/Server)结构

  • Telnet

    数据网络中提供远程登陆服务的标准协议

    为用户提供了在本地计算机上完成远程设备工作的能力

  • HTTP(HyperText Transfer Protocol)

    互联网上应用最为广泛的一种网络协议。设计HTTP最初的目的是为了提供一种发布和接受HTML页面的方法

传输层

传输层协议接受来自应用层协议的数据,封装上相应的传输层头部,帮助其建立 "端到端" (port to port)的连接。

  1. 传输层的PDU被称为Segment(段)
  • TCP和UDP - 报文格式

    端口号是用来区分我们应用层的应用程序的

  • TCP和UDP - 端口号

    ⭐客户端使用的源端口一般随机分配,目标端口则由服务器的应用指定;

    ⭐源端口号一般为系统中未使用的,且大于1023;

    ⭐目的端口号为服务端开启的应用(服务)所侦听的端口,如HTTP缺省使用80。

  • TCP的建立 - 三次握手

    任何基于TCP的应用,在发送数据之前,都需要由TCP进行"三次握手"建立连接

  • TCP的序列号与确认序列号

    字段实现数据的可靠和有序传输

    🔺因为对方发送过来的载荷是0字节,所以 b+1+0 还是 b+1,所以就可以解释为什么PC1所发报文的Ack字段没有增长

  • TCP 的窗口滑动机制

    控制速率传送速率
    当发送方发送的数据特别多,而接收方短时间内接收不了太多信息的话,就会信息溢出,所以控制数据传送速度是非常重要的

    🔺win字段是代表我可以接受的字段是多少,而在这里PC2并没有给PC1传输,所以PC1win字段是不会发生改变的

  • TCP 的关闭 - 四次挥手

    当传输完成,TCP需要通过 "四次挥手" 机制断开TCP连接,释放系统资源

网络层和数据链路层

传输层负责建立主机之间进程与进程之间的连接,而网络层则负责数据从一台主机到另一台主机之间的传递。

  1. 网络层的PDU被称为Packet(包)
  • 网络层协议工作过程
  • 数据链路层
    数据链路层位于网络层和物理层之间,可以向网络层的IP、IPv6等协议提供服务。数据链路层的PDU被称为Frame(帧)。
    以太网(Ethernet)是最常见的数据链路层协议。
  • 以太网与MAC地址

    ☆ 每一个主机都有唯一的MAC地址,而且这个MAC地址都是你在网卡出厂的时候被放进去的,一般来说改不了

  • 地址解析协议 ( ARP )

    Address Resolution Protocol 地址解析协议
    根据已知的IP地址解析获得其对应的MAC地址。

  • ARP 的工作原理

ARP的请求是广播的,所有都收得到,只有一个会响应

物理层

数据到达物理层之后,物理层会根据物理介质的不同,将数字信号转换成光信号、电信号或者是电磁波信号。

  1. 物理层的PDU被称为比特流(Bitstream)。
  • 常见的传输介质

虽然本章的内容有点多,但是大部分都是由机器自己主动去完成的,所以不必要太担心。

3. 数据通信过程

  • 发送方数据封装
  • 中间网络数据传输
    封装好的完整数据,将会在网络中被传递
  • 接收方数据解封装

⭐本章总结⭐

▫ 不论是OSI参考模型还是TCP/IP参考模型,都采用了分层的设计理念。

▲各个层次之间分工、界限明确,有助于各个部件的开发、设计和故障排除

▲通过定义在模型的每一层实现什么功能,鼓励产业的标准化

▲通过提供接口的方式,使得各种类型的网络硬件和软件能够相互通信,提高兼容性

▫ 数据的产生与传递,需要各模块之间相互协作,同时每个模块又需要"各司其职"。

思考题

⭐分层模型的概念有什么好处?

• 各个层次之间分工、界限明确,有助于各个部件的开发、设计和故障排除。

• 通过定义在模型的每一层实现什么功能,鼓励产业的标准化。

• 通过提供接口的方式,使得各种类型的网络硬件和软件能够相互通信,提高兼容性。

⭐常见的应用层、传输层、网络层、数据链路层有哪些协议?

• 应用层:HTTP、FTP、Telnet等

• 传输层:UDP、TCP

• 网络层:IP、ICMP等

• 数据链路层:Ethernet、PPP、PPPoE等

测一测

答案 A

答案 B

答案 ACD

建立主机之间进程与进程之间的连接是传输层的作用

答案 ABCD

答案 正确

答案 错误

虽然ARP请求是通过广播发送的,使得网络上的所有主机都能接收到请求,但只有被请求的主机,也就是那个IP地址与请求中的目标IP地址相匹配的主机,会回应一个ARP Reply报文。而这个Reply报文是直接以单播形式发送给请求者的,并非广播给所有主机。因此,说ARP Reply报文是为了让所有主机都可以接收而广播发送的,显然是错误的。

答案 正确


那么本次就到这里结束咯~

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