一、什么是网络
通过网络互联,借助网线等传输介质,实现主机之间的数据传输和资源共享。
二、计算机网络的功能
1. 数据通信
2. 资源共享
3. 提高数据可靠性
4. 提升系统处理能力
三、网络体系结构模型
为了实现上述网络功能,业界制定了标准化的网络体系结构模型,其中最著名的是 OSI 参考模型和 TCP/IP 模型。
1. OSI 七层参考模型
1)为什么会需要OSI参考模型
为了让全世界网络标准统一,使用任意厂商的网络设备都可以实现数据的互联互通
2)谁开发的OSI参考模型
ISO:国际标准化组织
3)OSI为什么要分层
让复杂的事情简单化,模块化,提升数据转发的效率
4)OSI七层模型
OSI(Open Systems Interconnection)模型由国际标准化组织(ISO)提出,将网络通信过程分为七个层次:
- 物理层:将数据帧变成0101的电信话,在网络介质中进行传输
- 数据链路层:定义物理地址(MAC地址),并实现数据帧的封装,传输和同步
- 网络层:定义逻辑地址(IP地址),选择最好的路线传输(寻址和路由)
- 传输层:定义端口号,选择数据传输方式
- 会话层:与对端联系,建立会话连接
- 表示层:打包压缩加密数据
- 应用层:制作数据
2. TCP/IP 四层模型
1)TCP/IP模型应用场景
1.企业与家庭网络
2.日常上网场景
3.移动网络与物联网
4.云计算与大数据领域
5.跨地域通信场景
2)TCP/IP分层
1) TCP/IP 模型是用于实现不同计算机、不同网络之间互联通信的协议族,包含很多协议。
2) TCP/IP通过分层设计,将复杂的网络通信过程拆解为一个个子任务,从而确保数据能够在异构网络(即由不同设备、不同类型网络组成的系统)中高效、可靠地传输。
TCP/IP 模型是互联网实际使用的协议体系,更为简洁实用:
- 网络接口层:对应 OSI 的物理层和数据链路层,负责物理传输
- 网际层:对应 OSI 的网络层,核心协议是 IP(Internet Protocol)
- 传输层:对应 OSI 的传输层,主要协议有 TCP 和 UDP
- 应用层:对应 OSI 的应用层、表示层和会话层,包含 HTTP、FTP、SMTP 等协议
3. 两种模型的对比与联系
OSI 模型理论性强,适合教学和理解网络原理;TCP/IP 模型实践性强,是互联网的实际标准。两者对应关系如下:
- TCP/IP 的应用层 ≈ OSI 的应用层+表示层+会话层
- TCP/IP 的传输层 ≈ OSI 的传输层
- TCP/IP 的网际层 ≈ OSI 的网络层
- TCP/IP 的网络接口层 ≈ OSI 的数据链路层+物理层
4.协议数据单元-PDU
- 传输层:数据段--segment
- 网络层:数据包--packet
- 数据链路层:数据帧--frame
- 物理层:比特流--bit
5.常见的网络协议
网络层常见协议:
IP协议:互联网协议,定义了IP地址
ICMP协议:网络控制消息协议,验证和测试网络连通性
ARP协议:地址解析协议,将IP地址解析成MAC地址
OSPF协议:开放式最短路径优先,动态路由协议
传输层常见协议:
TCP:传输控制协议—安全可靠,速度慢
UDP: 用户数据报协议—不可靠,速度快
应用层常见协议:
HTTP:超文本传输协议—TCP 80端口
FTP:文件传输协议—TCP 20 和21
TFTP:简单文件传输协议—UDP 69
DHCP:动态主机配置协议—UDP 67 68
Telnet:远程管理协议—TCP 23
RDP:远程桌面协议—TCP 3389
DNS:域名解析—TCP或UDP 53
SMTP:简单邮件传输协议—TCP 25
SNMP:网络管理协议—UDP 161
6.数据封装与解封装
1)数据通信的3个阶段
-产生数据—数据封装
-传输数据—网络传输
-接收数据—数据解封装
2)什么是数据封装
-数据从上往下传输的过程,在数据前面加上每一层的头部信息,称为数据封装
3)怎么封装
应用层在产生数据后,从应用层到物理层,每经过一层,都会加上每一层的头部信息,传输层封装TCP头部, 网络层封装IP头部,数据链路层封装MAC头部和尾部
4)怎么解封装
数据从下往上的过程
-接收数据后,从物理层到应用层,每达到一层,会把相应的头部信息拆除,数据链路层拆除MAC头部和尾部,网络层拆除IP头部,传输层拆除TCP头部