網絡基礎之osi模型與TCP模型
阿新 • • 發佈：2018-01-18
接口 上層 system sum 選擇 prior 處理 報文 pro ISO/OSI(pen System Internetwork)
根據網絡功能劃分層次：
物理層：
二進制比特流傳輸
定義了：電氣規範，機械規範，過程規範
數據鏈路層：介質訪問，點到點的連接
1.格式化數據：
2.物理尋址：用物理地址標識數據的發送者和接受者
3.錯誤檢測：CRC算法，
定義了物理地址：
48 bits --> 12 xdigits
windows: 00-00-00-00-00-00
linxu/unix：00:00:00:00:00:00
Cisco：0000.0000.0000
註意：物理地址是直接燒錄在網絡接口設備的ROM芯片中；
網絡層：路由選擇
2.確定路由：根據邏輯地址標識確定數據傳輸路徑；
3.地址解析：用邏輯地址解析物理地址；
定義邏輯地址：
IP地址：互聯網地址，IPv4、IPv6
Ipv4地址：
32 bits --> digit，地址表示形式：點分十進制；
註意：邏輯地址用於標識主機在網絡中的位置；物理地址用於進行數據通信；
傳輸層：端到端的連接，範圍到範圍的通信連接；
端到端連接的建立，維護和拆除；
可靠性傳輸和非可靠性傳輸；
可靠性傳輸：
面向連接
流量控制
數據重傳和確認
序列化數據
非可靠傳輸：
面向無連接
無序列化數據
無數據重傳和確認
無流量控制
數據快速傳輸
會話層：建立主機到主機之間的會話通信
主機之間的會話建立的主體是應用程序進程；
表示層：數據表示
1.數據編碼和解碼
2.數據加密和解密
3.數據壓縮和解壓縮
應用層：
1.為應用程序提供網絡服務；
2.完成身份驗證；
OSI的應用：
數據的封裝和解封裝：
發送數據一方實施數據封裝；
接收數據一方實施數據解封裝；
保障封裝和解封裝能夠順利進行的標準：
對等通信原則：
發送方和接收方雙方的相同層次，必須擁有完全相同的數據處理方式；
TCP/IP：
協議棧，協議標準；
TCP/IP協議棧是根據協議來分層，分層標準模糊；
網絡的實際應用標準；網絡實現的事實標準；
物理層：
X.25,TIA/EIA,568A/B..
數據鏈路層：
PPP,PPPOE,HDLC,SLIP,Frame_Relay(FR),
網絡層：
IP,IGMP,ICMP,ARP,RARP
傳輸層
TCP,UDP,OSPF,EIGRP
應用層
HTTP,HTTPS,FTP,DNS,DHCP,SMB,QQ,Thrunder，...
互聯網層
IP的功能：
1.尋址和路由
2.數據分片和重組
3.無連接不可靠傳輸(無序傳輸)
IP尋址：
分層編址的地址：網絡部分 + 主機部分
網絡部分：描述主機所在的邏輯網絡範圍；
主機部分：描述在特定的邏輯網絡範圍內的具體位置；
IPv4地址：
32bits二進制構成的地址標識符號；4個8位組；
為了方便人讀取，將其設置為點分十進制格式；
A.B.C.D
A：0-255
B：0-255
C：0-255
D：0-255
IPv4地址分類：
A類：最左側的一位二進制數字是“0”，8個網絡位，24個主機位
00000000 - 01111111
0-127
0：
127：主機環回地址；
可用地址範圍：
1.0.0.0-126.255.255.255
B類：最左側的二位二進制數字是“10”,16個網絡位，16個主機位
10000000 000000000 - 101111111 11111111
128.0-191.255
可用地址範圍：
128.0.0.0 - 191.255.255.255
C類：最左側的三位二進制數字是“110”,24個網絡位，8個主機位
10000000 000000000 00000000 - 101111111 11111111 11111111
192.0.0.0 - 223.255.255.255
可用地址範圍：
192.0.0.0 - 223.255.255.255
D類：最左側的四位二進制數字是“1110”，32個網絡位，0個主機位
組播地址，多播地址；
224.0.0.0 - 239.255.255.255
E類：最左側的四位二進制數字是“1111”，32個網絡位，0個主機位
科學研究；
240.0.0.0 - 255.255.255.255
私有IP地址：
A：10.0.0.0 - 10.255.255.255
B：172.16.0.0 - 172.31.255.255
C：192.168.0.0 - 196.168.255.255
公有IP地址：
A：1.0.0.0 - 9.255.255.255 + 11.0.0.0 - 126.255.255.255
B：128.0.0.0 - 192.15.255.255 + 192.32.0.0 - 191.255.255.255
C：192.0.0.0 - 192.167.255.255 + 192.169.0.0 - 223.255.255.255
NAT：Network address Translation，網絡地址轉換
SNAT：
將數據的源ip地址從私有IP地址換為公有IP地址
多用於讓客戶端連接到互聯網；
DNAT：
將數據的目的IP地址從公有IP地址換為私有IP地址
多用於將服務器上的服務發布到互聯網；
IP PDU 首部：
第一行：
1.Ver：4bits，IP協議的版本號：0110 0100
2.IHL：4bits，Header Length：首部長度；0101 - 1111（20Bytes-60Bytes）
3.TOS and PRIORITY：8bits 前四位表示服務類型
0000：最大帶寬，最小延遲，最高可行性，最高負載；
0000 ，1000 ，0100,0010,0001
0：保留位；
000：優先級，000-111；
4.Packet Length：數據包長度 16 bits，IP協議可以封裝的數據包的最大長 65535 Bytes；
第二行：
1.Indentifier：16bits ，標識來源於哪一個上層協議報文；
2.Flag：3bits，
0：數據是否可分片；
0：是否為最後分片；
0：保留
3.offset：偏移量 13 bits，被切分為數據分片之後的各分片的順序編號；
第一個分片為0，第二個分片為第一個分片的大小除以8的結果
第三行：
1.TTL：8 bits，為了防止數據包被路由時，因為缺少目的地址而無線循環；
數據包在經過任意的路由設備時，其TTL會減1，一旦TTL減到0，接收到此數據包的設備會將其丟棄；
2.Protocol：8 bits，互聯網層和傳輸層的通信接口，通過此處指明的協議號，互聯網層可以再上層找到對應的協議來繼續處理該數據；
TCP：6 00000110
UDP：17 00010001
OSPF：89
EIGRP：88
3.Header Checksum： 16 bits， 首部校驗和，將整個首部做hash，得到4位16進制數字；通常會在接收方主機上，對於接收到的數據包再次進行hash運算，將得到的結果與此次保存的結果進行異或比較，以確定首部內容是否在傳輸過程中被修改；
第四行：
源IP地址；
第五行：
目的IP地址；
IP地址的使用：
源IP地址：
1.手動配置：
2.自動配置：DHCP，RARP
目的IP地址：
1.手動指定；
2.名稱解析；
hosts文件
根據網絡功能劃分層次：
物理層：
二進制比特流傳輸
定義了：電氣規範，機械規範，過程規範
數據鏈路層：介質訪問，點到點的連接
1.格式化數據：
2.物理尋址：用物理地址標識數據的發送者和接受者
3.錯誤檢測：CRC算法，
定義了物理地址：
48 bits --> 12 xdigits
windows: 00-00-00-00-00-00
linxu/unix：00:00:00:00:00:00
Cisco：0000.0000.0000
註意：物理地址是直接燒錄在網絡接口設備的ROM芯片中；
網絡層：路由選擇
2.確定路由：根據邏輯地址標識確定數據傳輸路徑；
3.地址解析：用邏輯地址解析物理地址；
定義邏輯地址：
IP地址：互聯網地址，IPv4、IPv6
Ipv4地址：
32 bits --> digit，地址表示形式：點分十進制；
註意：邏輯地址用於標識主機在網絡中的位置；物理地址用於進行數據通信；
傳輸層：端到端的連接，範圍到範圍的通信連接；
端到端連接的建立，維護和拆除；
可靠性傳輸和非可靠性傳輸；
可靠性傳輸：
面向連接
流量控制
數據重傳和確認
序列化數據
非可靠傳輸：
面向無連接
無序列化數據
無數據重傳和確認
無流量控制
數據快速傳輸
會話層：建立主機到主機之間的會話通信
主機之間的會話建立的主體是應用程序進程；
表示層：數據表示
1.數據編碼和解碼
2.數據加密和解密
3.數據壓縮和解壓縮
應用層：
1.為應用程序提供網絡服務；
2.完成身份驗證；
OSI的應用：
數據的封裝和解封裝：
發送數據一方實施數據封裝；
接收數據一方實施數據解封裝；
保障封裝和解封裝能夠順利進行的標準：
對等通信原則：
發送方和接收方雙方的相同層次，必須擁有完全相同的數據處理方式；
TCP/IP：
協議棧，協議標準；
TCP/IP協議棧是根據協議來分層，分層標準模糊；
網絡的實際應用標準；網絡實現的事實標準；
物理層：
X.25,TIA/EIA,568A/B..
數據鏈路層：
PPP,PPPOE,HDLC,SLIP,Frame_Relay(FR),
網絡層：
IP,IGMP,ICMP,ARP,RARP
傳輸層
TCP,UDP,OSPF,EIGRP
應用層
HTTP,HTTPS,FTP,DNS,DHCP,SMB,QQ,Thrunder，...
互聯網層
IP的功能：
1.尋址和路由
2.數據分片和重組
3.無連接不可靠傳輸(無序傳輸)
IP尋址：
分層編址的地址：網絡部分 + 主機部分
網絡部分：描述主機所在的邏輯網絡範圍；
主機部分：描述在特定的邏輯網絡範圍內的具體位置；
IPv4地址：
32bits二進制構成的地址標識符號；4個8位組；
為了方便人讀取，將其設置為點分十進制格式；
A.B.C.D
A：0-255
B：0-255
C：0-255
D：0-255
IPv4地址分類：
A類：最左側的一位二進制數字是“0”，8個網絡位，24個主機位
00000000 - 01111111
0-127
0：
127：主機環回地址；
可用地址範圍：
1.0.0.0-126.255.255.255
B類：最左側的二位二進制數字是“10”,16個網絡位，16個主機位
10000000 000000000 - 101111111 11111111
128.0-191.255
可用地址範圍：
128.0.0.0 - 191.255.255.255
C類：最左側的三位二進制數字是“110”,24個網絡位，8個主機位
10000000 000000000 00000000 - 101111111 11111111 11111111
192.0.0.0 - 223.255.255.255
可用地址範圍：
192.0.0.0 - 223.255.255.255
D類：最左側的四位二進制數字是“1110”，32個網絡位，0個主機位
組播地址，多播地址；
224.0.0.0 - 239.255.255.255
E類：最左側的四位二進制數字是“1111”，32個網絡位，0個主機位
科學研究；
240.0.0.0 - 255.255.255.255
私有IP地址：
A：10.0.0.0 - 10.255.255.255
B：172.16.0.0 - 172.31.255.255
C：192.168.0.0 - 196.168.255.255
公有IP地址：
A：1.0.0.0 - 9.255.255.255 + 11.0.0.0 - 126.255.255.255
B：128.0.0.0 - 192.15.255.255 + 192.32.0.0 - 191.255.255.255
C：192.0.0.0 - 192.167.255.255 + 192.169.0.0 - 223.255.255.255
NAT：Network address Translation，網絡地址轉換
SNAT：
將數據的源ip地址從私有IP地址換為公有IP地址
多用於讓客戶端連接到互聯網；
DNAT：
將數據的目的IP地址從公有IP地址換為私有IP地址
多用於將服務器上的服務發布到互聯網；
IP PDU 首部：
第一行：
1.Ver：4bits，IP協議的版本號：0110 0100
2.IHL：4bits，Header Length：首部長度；0101 - 1111（20Bytes-60Bytes）
3.TOS and PRIORITY：8bits 前四位表示服務類型
0000：最大帶寬，最小延遲，最高可行性，最高負載；
0000 ，1000 ，0100,0010,0001
0：保留位；
000：優先級，000-111；
4.Packet Length：數據包長度 16 bits，IP協議可以封裝的數據包的最大長 65535 Bytes；
第二行：
1.Indentifier：16bits ，標識來源於哪一個上層協議報文；
2.Flag：3bits，
0：數據是否可分片；
0：是否為最後分片；
0：保留
3.offset：偏移量 13 bits，被切分為數據分片之後的各分片的順序編號；
第一個分片為0，第二個分片為第一個分片的大小除以8的結果
第三行：
1.TTL：8 bits，為了防止數據包被路由時，因為缺少目的地址而無線循環；
數據包在經過任意的路由設備時，其TTL會減1，一旦TTL減到0，接收到此數據包的設備會將其丟棄；
2.Protocol：8 bits，互聯網層和傳輸層的通信接口，通過此處指明的協議號，互聯網層可以再上層找到對應的協議來繼續處理該數據；
TCP：6 00000110
UDP：17 00010001
OSPF：89
EIGRP：88
3.Header Checksum： 16 bits， 首部校驗和，將整個首部做hash，得到4位16進制數字；通常會在接收方主機上，對於接收到的數據包再次進行hash運算，將得到的結果與此次保存的結果進行異或比較，以確定首部內容是否在傳輸過程中被修改；
第四行：
源IP地址；
第五行：
目的IP地址；
IP地址的使用：
源IP地址：
1.手動配置：
2.自動配置：DHCP，RARP
目的IP地址：
1.手動指定；
2.名稱解析；
hosts文件
網絡基礎之osi模型與TCP模型