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計算機網路基礎網路層

發布時間: 2024-11-11 05:54:40

計算機網路體系分為哪四層

1.、應用層

應用層對應於OSI參考模型的高層,為用戶提供所需要的各種服務,例如:FTP、Telnet、DNS、SMTP等.

2.、傳輸層

傳輸層對應於OSI參考模型的傳輸層,為應用灶拍游層實體提供端到端的通信功能,保證了數據包的順序傳送及數據的完整性。該層定義了兩個主要的協議:傳輸控制協議(TCP)和用戶數據報協議(UDP).

TCP協議提供的是一種可靠的、通過「三次握手」來連接的數據傳輸服務;而UDP協議提供的則是不保證可靠的(並不是不可靠)、無連接的數據傳輸服務.

3.、網際互聯層

網際互聯層對應於OSI參考模型的網路層,主要解決主機到主機的通信問題。它所包含的協議設計數據包在整個網路上的邏輯傳輸。注重重新賦予主機一個IP地址來完成對主機的定址,它還負責數據包在多種網路中的路由。

該層有三個主要協議:網際協議(IP)、互聯網組管理協議(IGMP)和互聯網控制報文賀嘩協議(ICMP)。

IP協議是網際互聯層最重要的協議,它提供的是一個可靠、無連接的數據報傳遞服務。

4.、網路接入層(即主機-網路層)

網路接入層與OSI參考模型中的物理層和數據鏈路層相對應。它負責監視數據在主機和網路之間的交換。事實上,TCP/IP本身並未定義該層的協議,而由參與互連的各網路使用自己的物理層和數據鏈路層協議,然後與TCP/IP的網路接入層進行連接。地址解析協議(ARP)工作在此層,即OSI參考模型的數據鏈路層。

(1)計算機網路基礎網路層擴展閱讀:

OSI將計算機網路體系結構(architecture)劃分為以下七層:

物理層: 將數據轉換為可通過物理介質傳送的電子信號相當於郵局中的搬運工人。

數據鏈路層: 決定訪問網路介質的方式。

在此層將數據分幀,並處理流控制。本層指定拓撲結構並提供硬體定址,相當於郵局中的裝拆箱工人。

網路層: 使用權數據路由經過大型網路 相當於郵局中的排序工人。

傳輸層: 提供終端到終端的可靠連接 相當於公司中跑郵局的送信職員。

會話層: 允許用戶使用簡單易記的名稱建立連接 相當於公司中收寄信、寫信封與拆信封的秘書。

表示層: 協商數據交換格式 相當公司中簡報老闆、替老闆寫信的助理。

應用層: 用戶的應用程序和網路之間的介面老闆。

㈡ 28 張圖詳解網路基礎知識:OSI、TCP/IP 參考模型(含動態圖)


目錄


1、網路協議


其實協議在我們生活中也能找到相應的影子。


舉個例子,有 2 個男生准備追求同一個妹子,妹子來自河南,講河南話,還會點普通話;一個男生來自胡建,講閩南語,也會點普通話;另一個男生來自廣東,只講粵語;

協議一致,溝通自如

語言不通,無法溝通

你們猜猜?最後誰牽手成功了?答案肯定是來自胡建的那位,雙方可以通過 普通話 進行溝通,表達內容都能理解。而來自廣東的帥哥只會講粵語,不會普通話,妹子表示聽不懂,就無法進行溝通下了。


每個人的成長環境不同,所講的語言、認知、理解能力也就不同。為了使來自五湖四海的朋友能溝通自如,就需要大家協商,認識某一個語言或規則,彼此能互相理解,這個語言就是普通話。


通過這個例子,大家可以這樣理解:


把普通話比作「協議」、把聊天比作「通信」,把說話的內容比作「數據」。


相信這樣類比,大家就知道,協議是什麼了?


簡單地說,就是程序員指定一些標准,使不同的通信設備能彼此正確理解、正確解析通信的內容。我們都知道計算機世界裡是二進制,要麼 1,要麼 0,那為啥可以表達豐富多彩的內容呢?


也是因為協議,不同欄位,不同組合,可以解析不同意思,這就依然協議,讓協議來正確處理。


例如,我們使用手機連 WiFi 來刷抖音,使用的是 802.11(WLAN)協議,通過這個協議接入網路。如果你所連的 WIFI 是不需要手動設置 IP 地址,是通過自動獲取的,就使用到了 DHCP 協議,這樣你的手機算上接入了 區域網, 如果你區域網內有台 NAS 伺服器,存放了某些不可描述的視頻資源,你就可以訪問觀看了,但這時你可能無法訪問互聯網資源,例如,你還想刷會抖音,看看妹子扭一扭,結果出現如下畫面:


出現這種畫面,說明無法使用 互聯網, 可能是無線路由器沒有設置好相關協議,比如: NAT、PPPoE 協議(上網賬號或密碼設置錯誤了),只有設置正確了,就可以通過運營商(ISP)提供的線路把區域網接入到互聯網中,實現手機可以訪問互聯網上的資源(伺服器)。玩微信撩妹子、刷抖音看妹子。

網路協議示意圖


延伸閱讀

1、區域網:最顯著的特點就是范圍有限,行政可控的區域可以是一所高校、一個餐廳、一個園區、一棟辦公樓或一個家庭的私有網路。

2、城域網:原本是介意區域網和廣域網之間,實際工作中很少再刻意去區分城域網和廣域網了,所以這邊不再介紹。

3、廣域網:簡單說就是負責把多個區域網連接起來,它的傳輸距離長距離傳輸,廣域網的搭建一般是由運營商來。

4、互聯網:把全世界上提供資源共享的 IT 設備所在網路連接起來,接入了互聯網就可以隨時隨地訪問這些資源了。

5、物聯網:把所有具有聯網功能的物體都接入互聯網就形成了物聯網。如空調聯網,就可以遠程式控制制空調; 汽車 聯網,就可以遠程獲取行程數據。


總結一下吧!我們可以把電腦、手機等 IT 設備比喻做來自五湖四海的人們,大家都通過多種語言(網路協議)實現溝通(通信)。所有人要一起交流,就用普通話,大家都能理解。所有胡建人在一起,就用閩南語進行溝通,彼此也能理解。這么的方言,就好比計算機網路世界裡也有這么多協議,只是不同協議用在不同地方。


好奇的同學,可能就會問,那網路協議是由誰來規定呢?這就需要提到一個組織,ISO。這個組織制定了一個國際標准 ,叫做 OSI 參考模型,如下,很多廠商都會參考這個制定網路協議。

OSI 參考模型圖


2、OSI 參考模型


既然是模型,就好比模範一樣,大家都要向它學習,以它為原型,展開學習研究。前面我們也提到了一些協議,這么多協議如果不進行歸納,分層,大家學習起來是不是感覺很凌亂?


所以 OSI 參考模型就是將這樣復雜的協議整理並進行分層,分為易於理解的 7 層,並定義每一層的 服務 內容,協議的具體內容是 規則 。上下層之間通過 介面 進行交互,同一層之間通過 協議 進行交互。相信很多網路工程師在今後工作中遇到問題,討論協議問題還會用到這個模型展開討論。所以說,對於計算機網路初學者來說,學習了解 OSI 參考模型就是通往成功的第一步。

OSI 參考模型分層功能


7.應用層


為應用程序提供服務並規定應用程序中通信相關的細節,OSI 的最高層。包括文件傳輸、Email、遠程登錄等協議。程序員接觸這一層比較多。

應用層示例圖

6.表示層


主要負責數據格式的轉換,為上下層能夠處理的格式。如編碼、加密、解密等。

表示層示例圖


5.會話層


即負責建立、管理和終止通信連接(數據流動的邏輯通路),數據分片、重組等傳輸的管理。

會話層示例圖

4.傳輸層


保證可靠傳輸,不需要再路由器上處理,只需再通信雙方節點上進行處理,如處理差錯控制和流量控制。

傳輸層示例圖


3.網路層

主要負責定址和路由選擇,將數據包傳輸到目的地。

網路層示例圖


2.數據鏈路層

負責物理層面上互連、節點之間的通信傳輸,將0 、 1 序列比特流劃分為具有意義的數據幀傳輸給對端。這一層有點類似網路層,網路層也是基於目的地址來傳輸,不同是:網路層是將數據包負責在整個網路轉發,而數據鏈路層僅是在網段內轉發,所以大家抓包會發現,源目 MAC 地址每經過一個二層網段,都會變化。

數據鏈路層示例圖


1.物理層

負責 0、1 比特流(0、1 序列)與電壓高低電平、光的閃滅之間的互相轉換,為數據鏈路層提供物理連接。

物理層示例圖



OSI 為啥最後沒有得到運用呢?其實最主要的原因,是 OSI 模型出現的比 tcp/ip 出現的時間晚,在 OSI 開始使用前,TCP/IP 已經被廣泛的應用了。如果要換成 OSI 模型也不太現實。其次是 OSI 是專家們討論,最後形成的,由於沒有實踐,導致該協議實現起來很復雜,很多廠商不願意用 OSI,與此相比,TCP/IP 協議比較簡單,實現起來也比較容易,它是從公司中產生的,更符合市場的要求。綜合各種因素,最終 OSI 沒有被廣泛的應用。


下面我們來看看 TCP/IP 與 OSI 分層之間的對應關系及相應的協議:

4.應用層


從上圖,可以知道 TCP/IP 四層模型,把應用層、表示層、會話層集成再一起了,該層的協議有:HTTP 、 POP3 、 TELNET 、 SSH 、 FTP 、 SNMP 等。


目前,大部分基於 TCP/IP 的應用都是 客戶端/服務端 架構。一般我們把提供資源服務的那一側叫服務端, 發起訪問服務資源的這一側叫客戶端。

應用層


3.傳輸層


主要職責就是負責兩端節點間的應用程序互相通信,每個節點上可能有很多應用程序,例如,登錄了微信,又打開了網頁,又打開迅雷看看,那數據到達後怎麼正確傳送到相應的應用程序呢?那就需要 埠號 來正確識別了。傳輸層中最為常見的兩個協議分別是傳輸控制協議 TCP (Transmission Control Protocol)和用戶數據報協議 UDP (User Datagram Protocol)

面向連接 顧名思義,就是建立連接,什麼時候建立連接呢?就是在通信之前需要先建立一條邏輯的通信鏈路。就跟我們平時打電話一樣,得先撥通,通了之後即鏈路建立好了,這條鏈路只有你和對方可以在這條鏈路傳播說話內容。掛電話後,這條鏈路也就斷開了。


面向無連接 無連接,即通信之前不需要建立連接,直接發送即可。跟我們以前寫信很像,不需要管對方在不在?直接寫信寄過去就可以了。

面向連接傳輸

面向無連 接傳輸


2.網路層


主要職責就是將數據包從源地址發送到目的地址。

在網路傳輸中,每個節點會根據數據的 IP 地址信息,來判斷該數據包應該由哪個介面(網卡)發送出去。各個地址會參考一個發出介面列表, MAC 定址中所參考的這張表叫做 MAC 地址轉發表 ,而 IP 定址中所參考的叫做 路由表 。MAC 地址轉發表根據自學自動生成。路由控製表則根據路由協議自動生成。MAC 地址轉發表中所記錄的是實際的 MAC 地址本身,而路由表中記錄的 IP 地址則是集中了之後的網路號(即網路號與子網掩碼)。


1.網路介面層


在 TCP/IP 把物理層和數據鏈路層集成為 網路介面層 。主要任務是將上層的數據封裝成幀發送到網路上,數據幀通過網路到達對端,對端收到後對數據幀解封,並檢查幀中包含的 MAC 地址。如果該地址就是本機的 MAC 地址或者是廣播地址,則上傳到網路層,否則丟棄該幀。


封裝與解封裝


所謂的封裝,其實就跟你寄快遞的時候,給物品加上紙盒包裝起來或者快件到站點,快遞員貼一層標簽的過程。在網路上,就是上層的數據往下送的時候,下層會添加頭部,不過,只有在二層,不僅會加上頭部,還會在上層數據尾部添加 FCS。


封裝


所謂解封裝,就如同你收到快件一樣,一層一層地拆外包裝,直到看到快件。網路也是,一層一層地拆掉頭部,往上層傳送,直到看到數據內容。

解封裝


我們把應用層的數據封裝傳輸層頭部後的報文,稱為


把段封裝網路層頭部後的報文,稱為


把包封裝乙太網頭部和幀尾,稱為

㈢ 計算機網路包括什麼

計算機網路通常由資源子網、通信子網和通信協議三部分組成。

根據網路覆蓋范圍大小的分類方法,計算機網路可分為區域網、城域網和廣域網。

1.區域網

區域網( Local Area Network,LAN)是一種在有限區域內使用的網路,其傳送距離一般在幾千米以內,適用於一個部門或一個單位組建的網路。例如辦公室網路、企業與學校的主幹區域網、機關和工廠等有限范圍內的計算機網路等都是典型的區域網。

2.城域網

城域網( Metropolitan Area Network,MAN)是介於廣域網與區域網之間的一種高速網路,其設計目標是滿足幾十千米范圍內的大量企業、學校、公司的多個區域網的互聯需求,以實現大量用戶之間的信息傳輸。

3.廣域網

廣域網(Wide Area Network,WAN)又稱遠程網,可覆蓋一個國家、地區,甚至橫跨幾個洲,形成國際性的遠程計算機網路。

㈣ 超干!計算機網路知識點全面總結

第一部分:概述與網路基礎

鏈路,結點,協議和服務,實體與對等實體,各層 PDU,C/S 模式,B/S 模式,P2P 模式,LAN,WAN,MAN,PAN 分類,網路性能參數如速率,帶寬,吞吐量,時延等。

第二部分:互聯網結構與TCP/IP體系

互聯網由邊緣部分和核心部分組成,邊緣部分包含各種端系統,核心部分由路由器網路構成,完成路由和數據交換功能。

第三部分:物理層與數據鏈路層

物理層包括不歸零編碼和曼切斯特編碼,影響信號失真的因素如傳輸速率,距離,介質和雜訊。雙絞線,同軸電纜,光纖特點,復用技術。

第四部分:網路層與路由

IP地址分類,互聯網中IP地址,特殊IP地址,IP地址與硬體地址關系,ARP協議,路由優先順序,CIDR和路由聚合,ICMP協議。

第五部分:運輸層與應用層

運輸層向應用層提供通信服務,UDP和TCP特點及使用場景,熟知埠號,UDP和TCP的首部格式,TCP的可靠傳輸機制,TCP的擁塞控制,TCP連接建立和釋放。

第六部分:應用層與互聯網應用

IP與域名的關系,DNS的作用,域名的結構,域名伺服器類型,域名解析方式和DNS緩存,FTP協議,匿名FTP使用方法,HTTP協議,URL結構,網頁交互,HTTP報文,Cookie作用,Web文檔類型,搜索引擎。

第七部分:網路安全與無線區域網

網路攻擊常見方式,密碼體制,數字簽名與保密通信,秘鑰分配機制,無線區域網分類與CSMA/CA協議,802.11幀格式。

第八部分:網路基礎與協議

IP版本與優點,IPv4與IPv6區別,P2P與C/S模式,搜索引擎類型,CSMA/CD與CSMA/CA協議,網路攻擊類型與防護。

第九部分:網路管理與診斷

網路命令與工具,如ipconfig,ping,traceroute,arp。