计算机网络基础二

OSI参考模型：

OSI：open system interconnection，开放式系统互联。刚开始网络没有模型以及各种模型、协议的。

模型：一种描述复杂事务的方法，模型表示一个对象或者概念的手段。

通过这个对象可以观察、理解并使用这个对象。

数据模型并不在物理上真实存在。

建立模型：通过对一个事物的观察，来总结出这个事物的规律，通过使用这个规律来定义这个事物。

例如：给苹果建立模型：
方法一：可以通过化学成分来说明什么是苹果
方法二：通过苹果的味道来描述
方法三：通过外表特征来进行描述

OSI参考模型的目的：促进各个厂商的设备能相互兼容。

OSI参考模型只是对各层的作用进行了粗略的界定

OSI分层结构：

1. 物理层：比特流传输

2. 数据链路层：控制网络层和物理层通信
   Ethernet（以太网）协议、PPP协议、HDLC协议等

3. 网络层：IP寻址、路由选择

4. 传输层：

5. 会话层：

6. 表示层：

7. 应用层：提供对应的服务

物理层：规定物理介质，比如网线是八根线，网线的接口使用RJ45这个标准。

TCP/IP协议族（TCP/IP模型）：

TCP/IP协议族是很多互联网协议的集合，以tcp、ip协议为主。

分层结构：

• 物理层：

• 数据链路层：以太网、HDLC、PPP、FR、ATM

• 网络层：

• 传输层：

• 应用层：

网络分层的作用：使不同的公司生产的产品能够互相协作对接。

数据包：

类似于承载用户数据的一辆小车。

• 车头：（物理层、数据链路层、网络层、传输层）

• 货物：用户的数据

数据包的模型结构：

• 二层：最常见的协议就是Ethernet，以太网主要是以MAC地址来作为二层的封装。 ≈ MAC地址

• 三层：最典型的就是IP协议，Ip协议里面最重要的部分就是IP地址 ≈ IP地址

• 四层：最典型的就是TCP/UDP协议，主要封装的就是tcp、udp的端口号

• 高层：对应数据部分。

数据包 ≈ 小车 ， 小车的车头：（物理层、数据链路层、网络层、传输层） 货物：用户的数据

数据的流向由车头决定。车辆行驶过程中，遇到二层交换机就靠mac地址来进行转发，经过路由器就靠ip地址来转发，因为经过路由器，mac地址会发生改变，但是ip地址不会变。


数据转发过程中 MAC IP 端口的变化规律：IP和端口不会发生改变，MAC地址不停变化（经过三层设备）

理解：在数据进行传输时，数据链路层的MAC地址改变，网络层的原IP地址和目的IP地址不变。MAC地址是为了进行数据传输，IP地址是为了确认目的主机。如果IP地址改变则目的主机改变无法进行正常通信。如果MAC地址不改变无法进行正常的分组转发算法。数据无法流通。

经过二层交换机时：（透明）
当数据经过二层交换机时，在整个链路的数据传输过程当中，源IP、目的IP、源MAC、目的MAC地址都不改变。

通过路由器时，通过数据包中的IP地址来寻路的。

通过二层交换机时，通过mac地址来寻路的。

数据包的封装和解封：

传输层：将需要传输的原始数据切割成很多份（mss：最大数据分段）。

mtu：最大传输单元，在数据链路层用到。数据超过了mtu的大小就没法向外发送数据，所以需要利用网络层进行分片，最后在接收端进行重组。

应用程序的数据通过应用层到达传输层，在传输层进行封装（加上包头，传输层主要加的就是协议类型和端口号）。

网络层封装IP包头。

数据链路层封装包头（如果是Ethernet协议，就会封装MAC地址）

物理层：通过电流信号进行传输。

数据链路层使用800这种类型，那么它的上层封装的就是ip地址

网卡默认只接收目的mac地址是自己的，不是自己的直接就丢弃了

每一层封装包头的时候都有一个号码，用来标识上一层使用的是什么协议。这杨就把层与层之间进行了关联。

单播、组播和广播

• 单播：一对一

• 组播（多播）：一对一组， 二层目标mac是01-00-5e作为开头或者目标IP地址224-239开头

• 广播：一对多，会将报文进行群发。二层目标mac全为F或者目标IP地址为255.255.255.255

mac地址的第8bit：

0：单播

1：组播或者广播

广播域：广播包能够发送的范围，通常是一个网段。路由器每个独立的接口都是一个广播域

二层交换机的所有接口都在一个广播域里面。

BUM帧：

• B：broadcast：广播

• U：unknow：未知单播，交换机收到一个报文不知道往那儿转发就叫做未知单播

• M：mulicast：组播

交换机对BUM帧都会进行泛洪。

二层交换机，傻瓜交换机，相当于透明的。

交换机会自动学习它的对应接口所接设备的mac地址，如果不知道这个数据包的目的mac地址，就会进行群发，
学习到以后下次就不群发了。

设备的网关要和设备自己的ip地址要处于同一个网段才行（上有路由器的接口地址）

特殊ip地址：

• 127.0.0.0 --- 127.255.255.255 本地回环地址，代表的是自己。

• 0.0.0.0 --- 代表所有的网络地址

• 255.255.255.255 --- 代表广播地址

• 169.254.x.x --- 代表的是没有获取到ip地址，系统分配的一个地址。

特殊mac地址

• mac地址全为f：ff:ff:ff:ff:ff:ff --- 说明是一个广播mac

• 01-00-5e-xx-xx-xx --- 是一个组播的mac地址

私网地址和公网地址：

• 私网地址一般用于局域网，私网地址无法在公网上被路由（传输）

• 公网地址全球独一无二，可以在公网上被路由。

子网掩码

子网掩码：用来判断主机属于哪一个网段。

子网掩码换位二进制以后，前面必须是连续的1

32位前面是连续的1： 128 192 224 240 248 252 254 255


128          --- 10000000
128+64=192   --- 11000000
192+32=224   --- 11100000
224+16=240   --- 11110000
240+8=248    --- 11111000
248+4=252    --- 11111100
252+2=254    --- 11111110
254+1=255    --- 11111111

合法的子网掩码：

前面的必须是连续的1bit。

例如：255.0.224.0就不是合法的子网掩码。

#CIDR：无类域间路由

icmp：internet控制消息协议，属于网络层协议。

ping命令：探测网络可达性，使用icmp报文

tarcert命令：到某一台主机所经过的三层设备个数。使用的也是icmp报文

128	64	32	16	8	4	2	1

原文地址：https://www.cnblogs.com/heyongshen/p/16636813.html