【HCIA-Datacom】网络参考模型

网络参考模型

  • 1. 应用和数据
  • 2. 网络参考模型与标准协议
    • OSI参考模型
    • TCP/IP参考模型与标准协议
      • 常见的几种协议
        • 应用层
        • 传输层
        • 网络层和数据链路层
        • 物理层
  • 3. 数据通信过程
  • 思考题
  • 测一测

⭐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
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🔺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

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🔺 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

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  • ⭐TCP/IP协议栈定义了一系列的标准协议
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  • 常见协议标准化组织（了解）
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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
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  • 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” 和 “上传” ，它采用 C/S （Client/Server）结构
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  • 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
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  • 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
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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）

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  • TCP和UDP - 报文格式
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    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
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    ⭐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
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  • 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在这里插入图片描述
    🔺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
    在这里插入图片描述
    🔺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

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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）

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  • 网络层协议工作过程
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  • 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。

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  • 以太网与MAC地址
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    ☆ 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。
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  • ARP 的工作原理
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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）。

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  • 常见的传输介质
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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。
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3. 数据通信过程

  • 发送方数据封装
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  • 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

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  • 接收方数据解封装
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⭐本章总结⭐在这里插入图片描述

▫ 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。

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⭐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

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答案 A

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答案 B

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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

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答案 ABCD

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答案 正确

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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。

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答案 正确

那么本次就到这里结束咯~
首先非常感谢你们能看到这里
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