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网络基础知识
一、OSI七层模型
OSI:OSI参考模型是是1984年ISO(国际标准化组织)颁布的一个开放式体系结构,它将网络分为七层。
1.1应用层
网络服务最终用户的一个接口
- 主要功能:规定应用程序的数据格式,对客户进行服务,内含大量人们所需要的协议(HTTP、FTP、TFTP、SMTP、SNMP 、DNS等)。
1.2表示层
数据的表示、安全、压缩
- 主要功能:将数据进行编码解码,相当于翻译数据能让接收方理解,还可以进行数据压缩、解压、加密、解密。
1.3会话层
建立、管理、终止会话
- 主要功能:建立不同机器上用户之间的会话关系,管理会话中数据的交换,中止会话 。
1.4传输层
定义传输数据的协议端号,以及流控和差错校验,单位(数据段)
- 主要功能:选择协议(TCP/UDP)端号对上层数据进行封装,对数据进行校验并控制流量传输给下一层。
- 应用:如四层交换机、四层路由器
1.5网络层
进行逻辑地址录址,实现不同网络之间的路径选择,单位(数据包)
- 主要功能:将上层数据封装成数据包,选择IP地址,以最佳路径从源端传输到目的端。
- 应用:如路由器
1.6数据链路层
建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能,单位(数据帧)
- 主要功能是:将上层数据封装成固定格式的帧,在帧内封装MAC地址,将帧进行流量控制的传输、同步,在帧尾部还加上校验信息,发现错误数据时重传数据帧。
- 应用:如交换机,网桥
1.7物理层
建立、维护、断开物理连接,单位(bit)
- 主要功能是:完成相邻两个节点间比特流的传输。
- 涉及的主要范围:如双绞线、光纤、插座等物理层接口及与接口连接的传输介质
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二、TCP/IP五层参考模型解封装
三、TCP/IP协议簇
TCP/IP协议簇:传输控制协议/网际协议,是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇
- HTTP :超文本传输协议,目前用的主要场景Web服务网页的传输,默认使用TCP的80端口
- FTP : 文件传输协议,提供交互式的访问,允许客户指明文件的类型与格式,并允许文件具有存取权限,默认使用TCP的20、21端口。
- TFTP:简单文件传输协议,是一个小而易于实现的文件传送协议,TFTP只支持文件传输,不支持交互,没有庞大的命令集。也没有目录列表功能,以及不能对用户进行身份鉴别,默认使用UDP69端口。
- SMTP :简单邮件传输协议,一组用于从源地址到目的地址传送邮件的规则,并且控制信件的中转方式,用于邮件的发送,默认TCP的25端口。
- SNMP :简单网络管理协议,是专门设计用于在 IP网络管理网络节点(服务器、工作站、路由器、交换机及HUBS等)的一种标准协议,默认使用UDP161端口。
- DNS :域名解析系统,将域名和IP地址相互映射,默认使用TCP和UDP的53端口 。
- TCP:传输控制协议,是一种面向连接的、安全可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
- UDP :无连接传输协议,是一种不完全可靠,但传输效率更高的传输层通信协议。
- IP :网络之间互连的协议,设计IP的目的是提高网络的可扩展性:一是解决互联网问题,实现大规模、异构网络的互联互通;二是分割顶层网络应用和底层网络技术之间的耦合关系,以利于两者的独立发展。
- ICMP: 用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。
- IGMP:用于IP主机向任一个直接相邻的路由器报告他们的组成员情况。允许Internet主机参加多播,也是IP主机用作向相邻多目路由器报告多目组成员的协议。
- ARP:是根据IP地址获取物理地址的地址解析协议。
- RARP:反向地址转换协议,允许局域网的物理机器从网关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP 地址。
- POP3邮局协议版本3:用于邮件的接收,默认使用tcp的110端口
- telnet远程登陆协议:一种字符模式的终端服务,可以使用户通过网络进入远程主机或网络设备,然后对远程主机或设备进行操作,默认使用tcp的23端口
- ssh安全的远程登陆协议,默认使用tcp的22端口
- DHCP(动态主机配置协议)是一个局域网的网络协议。指的是由服务器控制一段IP地址范围,客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的I+P地址和子网掩码,默认使用udp的67和68端口
四、以太网
发展史:
4.1MAC地址
每块网卡的唯一地址
4.1.1作用:
用来识别一个以太网上的某个单独设备或一组设备,如我们的身份证一样,具有唯一性。
4.1.2组成:
48位二进制数,第8位为0是为单播地址,第8位为1时为组播地址,全部为1时为广播地址。
- 单播:一对一发送
- 组播:一对多发送,接收者是一个特定的组成员
- 广播:一对多发送,在这段网段中的所有主机都能收到
4.2以太网帧格式
Ethernet Ⅱ的帧格式
- 帧起始定义符:开始传输
- 源地址:MAC地址
- 类型:标识上层协议类型
- 帧校验序列:用32位的循环冗余校验法(CRC)
4.3以太网交换机
交换机是一种基于MAC地址识别,能完成封装转发数据包功能的网络设备
4.3.1交换机的工作原理
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MAC地址学习(记录MAC地址,默认有300秒的老化时间)
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广播未知数据帧(广播泛洪):将数据传输该区域网内接受方
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接受方回应
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交换机实现单播通信
4.3.2交换机的工作模式
- 单工:两个数据之间只能单一方向传输数据
- 半双工:两个数据可以双向数据传输,但是不能同时进行
- 全双工:两个数据可以双向且同时进行传输
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