bilibili_Linux网络基础3_网络通信协议

ゝ一纸荒年。 2022-10-30 05:17 272阅读 0赞

# 第三章 网络通信协议 #

## 第一节 OSI七层模型和TCP四层模型 ##

**OSI 的七层框架**  
![OSI 七层框架][OSI]**计算机A通过应用层到达物理层，然后通过网络层传输到计算机B的物理层，然后从物理层传输到应用层。**

*  **物理层：设备之间的比特流的传输，物理接口，电气特性等**
 *  **数据链路层：成帧，用MAC地址访问媒介，错误检测与修正，局域网主要靠MAC（MAC地址）**
 *  **网络层：提供逻辑地址，选路(路由选择)（网络IP）**
 *  **传输层：可靠与不可靠的传输，传输前的错误检测，流控 （包头端口）**
 *  **会话层：对应用户会话的管理，同步**
 *  **表示层：数据的表现形式，特定功能的实现如—加密**
 *  **应用层：用户接口**

**TCP/IP协议4层模型**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
**TCP/IP模型与OSI模型的对应**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

*  **网络接口层  
    网络接入层与OSI参考模型中的物理层和数据链路层相对应。它负责监视数据在主机和网络之间的交换。事实上，TCP/IP本身并未定义盖层的协议，而由参与互联的各网络使用自己的物理层和数据链路层进行连接。地址解析协议(ARP 把IP解析为MAC地址)工作在此层，即OSI参考模型的数据链路层。**
 *  **网际互联层  
    网际互联层对应于OSI参考模型的网络层，主要解决主机到主机的通信问题。它所包含的协议设计数据包在整个网络上的逻辑传输。该层有三个主要协议：网际协议(IP)，互联网组管理协议(IGMP)和互联网控制报文协议(ICMP)。**
 *  **传输层  
    传输层对应于OSI参考模型的传输层，为应用层实体提供端到端的通信功能，保证了数据包的顺序传送及数据的完整性。该层定义了两个主要的协议：传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。**  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
    **TCP/IP也叫面向连接的可靠传输协议**
    
    **端口是应用层与传输层的接口**  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]  
    **对于TCP和UDP可以使用同一个端口，通过分别协议不同来区分不同服务，比如：DNS  
    有的服务可以使用多个端口**
 *  **应用层  
    应用层对应于OSI参考模型的表示层和应用层，为用户提供所需要的各种服务，例如：FTP，Telnet，DNS，SMTP等。**

**数据封装过程**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

**TCP/IP模型与OSI模型的比较**

*  **共同点：**
    
     *  **OSI参考模型和TCP/IP参考模型都采用了层次结构的概念**
     *  **都能提供面向连接和无连接两种通信服务机制**
 *  **不同点：**
    
     *  **前者是七层模型，后者是四层模型**
     *  **对可靠性要求不同(后者更高)**
 *  **OSI模型是在协议开发前设计的，具有通用性。TCP/IP是先有协议集然后建立模型，不适用于非TCP/IP网络。**
 *  **实际市场应用不同(OSI模型只是理论上的模型，并没有成熟的产品，而TCP/IP已经成为“实际上的国际标准”)**

# 第三章 网络通信协议 #

## 第一节 网络协议层与IP地址的划分 ##

*  **网络层协议**
 *  **网际协议(IP)**
 *  **互联网控制报文协议(ICMP)**  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70]
 *  **IP包头**  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
    **注：字段后面括号中的数字是指该字段在IP数据包头部信息所占的位数  
    IPV4中为32位**
 *  **IP地址的分类**  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]
 *  **子网掩码的使用**  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]
 *  **变长子网掩码以及子网规划**  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]
 *  **如何判断子网掩码是否合法的唯一标准为：网络位是否全为连续的1**
 *  **网络地址为每一个网段的第一个IP，用来表示网段，不可以使用**
 *  **广播地址为每一个网段最后一个IP，用来表示网段，不可以使用**
 *  **IP与子网掩码相与可以算出来网络地址，而只要是子网掩码为连续的0的字段就把IP地址对应的字段变为1，其他字段照着IP写出来，这样出来的为广播地址**

**ICMP协议**

*  **ICMP消息通过IP数据报传送，被用来发送错误和控制信息。（ping操作）**

**ICMP定义了很多信息类型，例如：**

*  **目的地不可达**
 *  **TTL超时**
 *  **信息请求**
 *  **信息应答**
 *  **地址请求**
 *  **地址应答**

[OSI]: /images/20221024/178d90f906a645c19f7dd69761d1d72e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221024/a6794d841fe54767a90e5dbf9b583d2e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221024/d96a396839cc48ca9e9260e107a15fd4.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221024/c2a69592f0de4867a25484f7e5a1c79b.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: /images/20221024/df142437b2ba49a89d8eb161f321dd32.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]: /images/20221024/e1ec5b55a15249cea247a20552d3ba4a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/817d3c06d599421da7fd2a9fb17dab59.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221024/ee7d9592a7fb489bac1394a787f677ff.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221024/b179e204a5f14a02bd1819ceb6a7e437.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221024/d16043538dbb4e028e7e5b91f7409d79.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l5MTUwMTIy_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20221024/4dc54907204243d0a0fc54153be6b2cf.png