OSI七层模型 | 易学教程

1.互联网协议

网络建立的目的是为了数据交互

如何实现通信：

1.建立好底层的物理连接介质

2.有一套统一的通信标准，称之为互联网协议

互联网协议就是计算机界的英语

互联网协议按照功能不同分为OSI七层或tcp/ip五层或tcp/ip四层

2.各层介绍

2.1物理层

物理层功能：主要是基于电器特性发送高低电压（电信号），高电压对应数字1，低电压对应数字0

2.2数据链路层

数据链路层的由来：单纯的电信号0和1没有任何意义，必须规定电信号多少位一组，每组什么意思

数据链路层的功能：定义了电信号的分组方式

以太网协议：

早期的时候各个公司都有自己的分组方式，后来形成了统一的标准，即以太网协议ethernet

2.3网络层

网络层的由来：有了ethernet、mac地址、广播的发送方式，世界上的计算机就可以彼此通信了，问题是世界范围的互联网是由一个个彼此隔离的小的局域网组成的，那么如果所有的通信都采用以太网的广播方式，那么一台机器发送的包全世界都会收到，这就不仅仅是效率低的问题了，这会是一种灾难。

网络层功能：引入一套新的地址用来区分不同的广播域/子网，这套地址即网络地址

2.4传输层

传输层的由来：网络层的ip帮我们区分子网，以太网层的mac帮我们找到主机，然后大家都是应用程序，你的电脑上可能同时开启qq，暴风影音，等多个应用程序。

那么我们通过ip和mac找到了一台特定的主机，如何标识这台主机上的应用程序呢，答案就是端口，端口即应用程序与网卡关联的编号

传输层功能：建立端口到端口之间的通信

端口范围0-65535,0-1023为系统占用端口

2.5应用层

应用层的由来：用户使用的都是应用程序，均工作于应用层。互联网是开放的，大家都可以开发自己的应用程序，数据多种多样，必须规定好数据的组织形式

应用层功能：规定应用程序的数据格式

其实应用层再细分可以分为三层：

会话层：建立、管理和维护会话

表示层：数据格式转换、数据加密

应用层：为应用程序提供服务

3.各层里比较重要的协议，以及一些重要的知识点

以太网协议：在数据链路层

以太网协议规定：一组电信号构成一个数据包，叫“帧”，每一数据帧分成：报头head和data两部分

head包含（固定18字节）：

发送者/源地址，6个字节

接受者/目标地址，6个字节

数据类型，6个字节

mac地址：上面的地址指的都是mac地址。每块网卡出厂时都被烧制世界唯一的mac地址

IP协议：网络层

IP协议：

规定网络地址的协议叫IP协议，它定义的地址称之为ip地址，目前广泛采用的是v4版本即ipv4，它规定网络地址由32位2进制表示。其范围为0.0.0.0-255.255.255.255。一个ip地址通常写成四段十进制数，例如：172.16.10.1

ip地址分成两部分：

网络部分，标识子网

主机部分，标识主机

子网掩码：所谓的子网掩码，就是表示子网络特征的一个参数，它在形式上等同于IP地址，也是一个32位二进制数字，它的网络部分全部为1，主机部分全部为0.比如，IP地址172.16.10.1，如果已知网络部分是前24位，主机部分是后8位，那么子网掩码就是111111 111111 111111 000000，写成十进制就是255.255.255.0

ip数据包

ip数据包也分为head和data部分，无须为ip包定义单独的栏位，直接放入以太网包的data部分

head：长度为20到60字节

data：最长为65515字节

而以太网数据包的数据部分，最长只有1500字节，因此，如果IP数据包超过了1500字节，它需要分割成几个以太网数据包，分开发送了

ARP协议：网络层

ARP协议的功能：将IP地址映射为以太网址，广播的方式发送数据包=，获取目标主机的mac地址。

协议工作方式：每台主机ip都是已知的

例如：主机172.16.10.10/24访问172.16.10.11/24