云开·全站体育app登录 从OSI七层模型详谈《计算机网络基础》

发布于:25-03-05 播放次数:

港口69

基于UDP的TFTP文件传输服务

您可以使用NetStat -Ano查看计算机启用的端口号。

在这里插入图片描述

2.5.6连接状态

在上图的第一行中分析端口的内容:

协议本地地址外部地址状态PID

TCP

0.0.0.0:21

0.0.0.0:0

4608

本地地址是指本地IP地址及其使用的端口号

外部地址是指连接到某个端口的远程主机的IP地址和端口号。

端口的连接状态可以由状态确定。有以下公共参数值:

程序名称可以通过PID确定。

2.6网络层

介绍:

网络层是OSI模型的第三层。它是OSI参考模型中最复杂的层,也是通信子网的最高层。它根据接下来的两层为资源子网提供服务。路由器在此层上工作。

主要功能:

2.6.1可路由协议

在网络层上工作的协议堆栈称为可选路由选择协议,而不包括网络层的协议堆栈称为不符合的协议。 TCP/IP协议堆栈是典型的路由协议。

TCP/IP协议堆栈中网络层中包含的子协议是:

2.6.2 IP地址和子网掩码

(没有特殊说明,以下所有IP地址请参阅IPv4)

IP负责在TCP/IP环境中解决和路由。 IP地址由32位(4个字节)组成,小数为0到255代表一个字节。 IP地址分为两个部分 - 网络部分和主机部分。

IP地址可以分为以下类别:

我们可以在CMD命令行中输入ping域名或NSlookup域名,以查看域名的IP地址:

在这里插入图片描述

同时,我们可以在CMD命令行中输入Tracert域名以跟踪IP地址:

在这里插入图片描述

IP使用地址的子网掩码来确定地址的哪一部分表示网络部分,哪个部分代表主机。子网掩码也是一个32位号码,分配IP地址时始终分配给主机。二进制1意味着IP地址中的相应位属于IP地址的网络部分,而二进制0表示IP地址中的相应位属于IP地址的主机部分。

默认类A子网蒙版为255.0.0.0,默认的B类子网蒙版为255.255.0.0,默认类C子网掩码为255.255.255.0。

2.6.3 CIDR和子网部门

现在被放弃了班级的解决,因为它会浪费主机地址。为了有效地使用所有可用地址,已经引入了一种新的地址机制 - 无类域间路由(CIDR)。 CIDR从地址开始时允许网络分界网络并在任何特定数量的位。

2.6.4网络地址转换

网络地址翻译(NAT)允许计算机连接到Internet时使用私有IP地址。 NAT解决了Internet上IP地址的问题,保护通过路由器连接的计算机并保存IP地址资源。

2.6.5路由器

路由器是Internet设备,是不同网络段或不同网络之间使用的设备。

每个路由器都有一个路由表,该表存储到达网络上任何目的地所需的所有必要信息。

destinationNext-hopnetwaskflagsinterface

202.112.10.0

255.255.255.224

eth0

默认

202.112.10.1

0.0.0.0

UG

eth0

路由示例

上表中的参数描述:

路由器中的常见参数:

2.7数据链路层

介绍:

数据链路层是OSI参考模型的第二层。将计算机连接到网络需要计算机和网络媒体之间的物理接口,即数据链路层。

通常,数据链路层解决了同一网络中节点之间的通信,而网络层主要解决不同子网之间的通信。

数据链路层的特定工作是从物理层以bitstream的形式接收数据,将其封装成框架,然后将其传输到上一层;同样,上一层的数据框也以bitstream的形式分解为Bitstream数据,并转发到物理层。

该层通常分为两个子层:媒体访问控制(MAC)和逻辑链接控制(LLC)。

Mac Sublayer的主要功能:

LLC Sublayer的主要功能:

2.7.1网络接口卡

网络接口卡(NIC):将计算机连接到网络需要计算机和网络媒体之间的物理接口。该接口位于特殊的网络接口卡(NIC)(也称为网络适配器或网络卡)中,网卡插入到计算机机箱的适配器插槽中。它的主要功能包括:数据转换,数据缓存和通信服务。

任何NIC上的地址称为MAC地址。这些地址的形式为6个两位数的十六进制数字,由结肠隔开。前三组数字识别制造商,最后3组数字定义了分配给NIC的唯一地址。我们可以通过CMD命令行中的IPCONFIG /ALL查看MAC地址(物理地址):

在这里插入图片描述

2.7.2分组/帧

计算机通信通常包含长消息。由于网络不能很好地处理大量数据,因此它们将数据重新格式化为较小,更易于管理的零件,称为数据包或帧。由于以下两个原因,网络将数据分为小部分:

2.7.3频道访问

当两台计算机同时发送数据时,可能会发生数据碰撞,从而破坏两个数据。除了重新分组数据外,计算机还必须有一种方法来确保其发送的数据不会损坏 - 频道。

OSI模型中数据链路层的媒体访问控制(MAC)子层处理通道访问。有5种主要频道访问方法:

访问方法的解释

竞争

计算机在发送数据时发送数据

交换

当网络通过称为“交换机”的特殊设备互连每个节点时,交换机本身会控制对媒体的访问

令牌交付

一个称为令牌的特殊分组将一台计算机顺序传递给另一台计算机。只有控制令牌的计算机才能发送数据

请求优先级

只有集线器才能控制对网络的访问。集线器搜索循环中的所有连接,并且当计算机有数据发送时,它会将请求信号发送到集线器。

轮询

中央控制器询问网络上的每台计算机是否要发送数据,如果是的,则计算机可以发送,然后是下一个计算机轮到

2.7.4公共设备2.8物理层

介绍:

所有网络都必须提供一种将数据从一个系统传输到另一个系统的方法。要通过数据,需要一个物理通道。物理层定义了计算机之间数据传输的方法,并且是创建物理网络连接的位置。

主要功能:

2.8.1网络拓扑2.8.2通用设备

中继器和集线器之间的区别:

2.9摘要

OSI参考模型中每一层的特征:

OSI参考模型中每一层中的功能性PDU网络组件

应用层

将信息从程序传递给程序

数据

文件传输协议(FTP),超文本传输​​协议(HTTP)

以及客户端软件的组件

表达层

处理文本格式并显示代码转换

数据

数据转换,协议转换,数据加密或加密,字符集问题和图形命令以及重定向器

会话层

建立,维护和协调沟通

数据

名称查询和用户登录和注销,域名系统(DNS)和NetBios名称分辨率

运输层

确保数据传递的准确性

部分

TCP/IP协议数据包的TCP部分和IPX/SPX协议数据包的SPX部分

网络层

确定传输路线并处理消息的传递

数据包或数据包

软件组件包括TCP/IP和IPX/SPX IPX组件,路由器和高级开关的IP组件

数据链路层

编码,解决和传输信息

数据框(框架)

软件组件是NIC驱动程序,硬件组件包括NIC和开关。

物理层

管理硬件连接并处理信息的发送和接收

数据位(位)

媒体上使用的所有电缆和连接器,中继器和轮毂

3。TCP/IP协议堆栈

背景:

互联网的前身被称为Arpanet。当时,APA.com使用网络控制协议(NCP)。 NCP的缺点是它只能在同构环境中使用(同构环境都是网络上运行相同操作系统的计算机)。

因此,在1980年,成功开发了“异质”环境中使用的网络环境中的TCP/IP协议。后来,该协议系统中包括了所有类型的协议(HTTP,IP,DNS,TCP,ARP),并共同称为“ TCP/IP协议系列”。

介绍:

TCP/IP协议堆栈是一系列网络协议的总和,该协议定义了电子设备如何访问Internet以及如何在它们之间传输数据。 TCP/IP协议采用了四层结构:应用程序层,传输层,Internet网络层和网络接口层。

img

3.1网络接口层

介绍:

以太网规定一组电信号是数据包,并且数据包称为帧。制定此规则的协议是以太网协议。

完整的以太网包如下:

标题(14个字节)数据(46-1500个字节)尾巴(4个字节)

MAC地址扩展:

MAC地址是每张网卡的身份,在全球范围内都是独特的。 MAC地址使用十六进制识别,共6个字节。前三个标识制造商已编号,最后三个代表网卡流量号。

以太网(以太网)可以理解为局部网络。我们称为LAN以太网标准的标准。以太网标准总结并定义了通信地址和通信机制。

如何表示MAC地址:

十六进制的总长度为48位,通常由以下部门进行分割:划分,分隔和乘以六个部分,其中前三个部分(24位)代表制造商的数量,而最后三个部分(24位)由制造商分配。

下图显示了MAC地址中的通信原理:

在这里插入图片描述

图1:数据包通过以太网传输3.2 Internet网络层

介绍:

网络层介绍了三个协议,即IP协议开yun体育app官网网页登录入口,ARP协议和路由协议。

3.2.1 IP协议

怀疑:

发件人如何确定接收器和他属于同一子网?

为了解决此问题,我们引入了IP协议,以区分两个主机是否属于同一网络。

当前有两个IP地址的版本,即IPv4和IPv6。

3.2.2 ARP协议

怀疑:

发件人如何知道收件人的MAC地址?

为了解决此问题,我们介绍了ARP协议,即地址分辨率协议。

下图是ARP的工作原理图:

在这里插入图片描述

图1:发送ARP请求

在这里插入图片描述

图2:发送和返回ARP请求

它的工作原则如下:

3.2.3路由协议

怀疑:

如果接收器和他本人不在同一子网中,那么数据包将如何发送给另一方?

为了解决这个问题,我们引入了一个路由协议。它的工作原则如下:

3.2.4 IP数据包(补充)

介绍:

包裹在网络层的数据称为IP数据包。 IP数据包由两个部分组成:标题和数据。

标题长度为20个字节,主要包括目标IP地址和源IP地址。目标IP地址是网关路由的线索和基础;数据部分的最大长度为65515字节。

从理论上讲,IP数据包的总长度可以达到65,535字节,而以太网数据包的最大长度为1,500字节。如果此尺寸超过此kaiyun全站网页版登录,则IP数据包将被分配并发送为多个帧。

标题(20个字节)数据(最多65515个字节)

3.3运输层

背景:

链路层定义了主机的身份,即MAC地址;当网络层定义IP地址时,该IP地址定义了主机所在的网络段。有了这两个地址,数据包可以从一个主机发送到另一个主机。

但是实际上,数据包是从主机上的应用程序发送的,然后由应用程序在另一个主机上收到。每台计算机可能同时运行多个应用程序,因此,当将数据包发送到主机时,就无法确定要接收该数据包的应用程序。

因此,传输层引入了UDP协议来解决此问题。 UDP协议代表每个应用程序的身份并定义一个端口。这样,数据包到达主机后,可以根据端口号找到相应的程序。 UDP定义的数据包称为UDP数据包。

UDP数据包结构如下:

标题(8个字节)数据(最大65527字节)

UDP协议简介:

UDP协议相对简单且易于实现,但没有确认机制。一旦发送数据包,就不可能知道另一方是否已收到它。

3.4应用程序层

从理论上讲,在上述三层协议的支持下,可以将数据从一个主机上的一个应用程序传输到另一个主机上的应用程序,但是此时传输的数据是一个字节流,该程序无法得到该程序的良好识别,并且可操作性差。因此,应用层定义了各种协议以标准化数据格式,常见的方案包括HTTP,FTP,SMTP等。

主要功能:

3.5数据封装和解码

数据封装:

用户信息被转换为上层数据以在网络上进行传输。在此阶段,数据在应用程序层完成,并且TCP标头先于应用程序层,称为数据段,并且在发送者和接收器之间建立了可靠的连接。在此阶段,数据段将转换为传输层的数据包或数据报,并将IP标头添加到标题中。在此阶段,数据包或数据报在网络层之前,MAC标头先于数据框架之前,因此数据框架在数据链路层处转换为bitstream,并且该阶段在物理层完成。

在这里插入图片描述

数据的解释与数据的封装相反,不会在这里一个一个一个讨论。

3.6协议号和端口号

端口号:

端口号是传输层的概念,用于指示应用程序层使用哪个服务或应用程序。

协议编号:

协议号是网络层的概念,用于指示上运输层使用哪个协议。例如,协议编号6表示传输层使用TCP协议,而协议编号17表示传输层使用UDP协议。

端口号范围:0-65535

端口号部门:

1025-65535是一个高端口kaiyun.ccm,它出现在客户端设备上,通常是随机的。

数据的解释与数据的封装相反,不会在这里一个一个一个讨论。

3.6协议号和端口号

端口号:

端口号是传输层的概念,用于指示应用程序层使用哪个服务或应用程序。

协议编号:

协议号是网络层的概念,用于指示上运输层使用哪个协议。例如,协议编号6表示传输层使用TCP协议,而协议编号17表示传输层使用UDP协议。

端口号范围:0-65535

端口号部门:

1025-65535是一个高端口,它出现在客户端设备上,通常是随机的。

主要参考书:Xue Fang,Shaanxi Hua,Tsinghua University Press的“计算机网络技术”