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3.5-网络分层和基础

Create by fall on 13 Aug 2020 Recently revised in 05 Feb 2022

数据包​

包、帧、数据包、段、消息

表示数据的单位

  • 包，可以说是全能术语
  • 帧，表示数据链路层中的包的单位
  • 数据包是 IP 和 UDP等网络层以上的分层中包的单位
  • 段表示 TCP 数据流中的信息
  • 消息是指应用协议中数据的单位

每个分层中都会对发送的数据附加一个首部（包含了该层必要的信息的内容），在下一层的角度上来看，从上一层收到的包会全部被认为是本层的数据。

网络中传输的数据包由两部分组成，一部分是协议所用的首部，另一部分是上一层转过来的数据，首部的结构由协议的具体规范详细制定。在数据包的头部，明确表明了协议应该如何读取数据。首部也表明了协议必要的信息和所要处理的数据。

网络的分层​

OSI七层模型TCP/IP概念层模型功能TCP/IP协议簇
应用层应用层文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端TFTP、HTTP、SNMP、FTP、SMTP、DNS、Telelt
表示层数据格式化，代码转换，数据加密
会话层解除或建立与别的节点的联系
传输层传输层提供端对端的接口TCP，UDP
网络层网络层微数据包选择路由IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP
数据链路层链路层传输有地址的帧以及错误检测功能SLIP，CSLIP，PPP，ARP，RARP，MTU
物理层物理层以二进制数据形式在物理媒体上传输数据ISO2110、IEEE802、IEEE802.2

TCP/IP 与 OSI 在分层模块上稍有区别。OSI 参考模型注重“通信协议必要的功能是什么”，而 TCP/IP 则更强调“在计算机上实现协议应该开发哪种程序”

OSI​

OSI 模型，开放式系统互连通信模型(Open System Interconnection Reference Model)

一般都叫 OSI 参考模型，是 ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的网络互连模型。ISO为了更好的使网络应用更为普及，推出了OSI参考模型。其含义就是推荐所有公司使用这个规范来控制网络。这样所有公司都有相同的规范，就能互联了。 OSI定义了网络互连的七层框架（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层），即ISO开放互连系统参考模型。

​ 1.应用层

​ 作用：它是与其他计算机进行通信的应用，它是对应应用程序的通信服务的。各种应用软件，包括web应用。

​ 协议：DNS、FTP、HTTP、SMTP、TELNET、IRC、WHOIS

​ 2.表示层

​ 作用：这一层的主要作用是定义数据格式和加密。

​ 3.会话层

​ 作用：控制应用程序的会话能力，它定义了一段会话的开始、控制和结束，包括对多个双向消息的控制和管理，以便在只完成一部分消息时可以通知应用。

​ 协议：

​ HTTP（Hyper text Transfer Protocol）协议：超文本传输协议使用TCP的80端口

​ FTP（File Transfer Protocol）文本传输协议

​ SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）简单邮件传输协议，TCP是我25端口用户发邮件。

​ POP3（Post Office Protocol version3）邮局协议版本3，TCP的110号端口，用于收邮件的。

​ DNS（Domain Name System）域名解析协议。使用TCP和UDP的53号端口，作用是把www的域名解析成IP地址。

​ 4.传输层

​ 作用：对差错恢复协议和无差错恢复协议的选择，对同一主机上不同数据流的输入进行复用，对数据包进行重新排序。是最关键的一层，是唯一负责整体的数据传输和数据控制的。对上三层提供可靠的传输服务，对网络层提供可靠的目的地信息。在这一层数据的单位被称为数据段。

​ 协议：TCP、UDP等

​ 5.网络层

​ 作用：主要负责寻找地址和路由选择，网络层还可以实现阻塞控制、网际互联等。

​ 协议：IP、IPX、RIP、OSPF等

​ 6.数据链路层

​ 作用：负责物理层面上的互联的、节点间的通信传输；该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。在这一层，数据的单位称为帧（frame）

​ 协议：ARP、RARP、SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等

​ 7.物理层

​ 作用：负责0、1 比特流（0/1序列）与电压的高低、逛的闪灭之间的转换 规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性；该层为上层协议提供了一个传输数据的物理媒体。在这一层，数据的单位称为比特（bit）。

​ 典型规范：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45、fddi令牌环网等

TCP/IP 协议​

表面上是指 TCP 和 IP 两个协议，然而在很多情况下，它只是利用 IP 进行通信时所必须用到的协议群的统称。

应用协议：HTTP、SMTP、FTP、TELNET、SNMP

传输协议：TCP、UDP

网际协议：IP、ICMP、ARP

路由控制协议：RIP、OSPF、BGP

互联网通信时，需要相应的网络协议，TCP/IP原本就是为互联网开发制定的协议簇。因此，互联网协议就是 TCP/IP 协议。

网络协议

网络层的协议：IP协议，可以清楚的知道信息是那个人发出的，要传递到哪去

传输层协议：TCP/UDP，Port 协议

TCP：面向链接协议

  • 建立连接 三次握手
  • 传输数据
  • 断开连接 四次挥手
  • 一定是服务端先断开连接，有利于安全

优点：安全，准确度高

缺点：增加资源消耗，传输效率降低

UDP：直接传输数据，不管数据是否传到，提供单播，多播，广播的功能

优点：快，消耗资源低，不安全

缺点：不安全，准确度低，经常丢包

应用：视频聊天（对实时要求高的功能）

传输数据的格式​

XML进行数据传输​

优点：标签种类丰富，传输量大

缺点：标签解析特别麻烦，不太适合轻量级数据

应用：大型门户网站：网易、新浪、凤凰网

json数据传输格式​

优点：数据轻量，解析比较轻松

缺点：传输的数据种类比较少，数据传输量比较小

应用：95%的移动端应用

参考文章​

作者链接
涤生_Woohttps://juejin.cn/post/6844903510509633550