标签：协议 UDP Protocol 参考模型 TCP OSI 简析 数据包 连接
简析OSI参考模型以及基础协议
OSl七层参考模型
国际标准化组织(ISO)
1984年颁布了开放系统互连(OSI)参考模型一个开放式体系结构，将网络分为七层
| 分层 | 功能 |
|---|
| 应用层 | 网络服务与最终用户的一个接口 |
| 表示层 | 数据的表示、安全、压缩 |
| 会话层 | 建立、管理、中止会话 |
| 传输层 | 定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验 |
| 网络层 | 进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择 |
| 数据链路层 | 建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能 |
| 物理层 | 建立、维护、断开物理连接 |
物理层
如何使用物理信号来表示数据1和0
数据传输是否可同时在两个方向上进行
通信双方如何建立和中止连接
具备物理接口特性
数据链路层
数据帧封装结构
源和目的方的物理地址
数据校验功能
网络层
数据包封装结构
源和目的方的逻辑地址
根据包头的逻辑地址选路
传输层
用户进程间的通信
承上启下
会话层
建立用户间的会话关系
表示层
定义传递信息的语法和语义
编码和解码、压缩解压缩、加密解密
应用层
提供与用户的接口
| 分层 | 协议 | 对应设备 | 对应封装 |
|---|
| 应用层 | 上层数据 | 计算机 | |
| 传输层 | TCP头部+上层数据 | 防火墙 | 数据段 |
| 网络层 | IP头部+TCP头部+上层数据 | 路由器 | 数据包 |
| 数据链路层 | MAC头部+IP头部+TCP头部+上层数据 | 交换机 | 数据帧 |
| 物理层 | 比特流 | 网卡 | 比特流 |
各层基础协议
| 应用层协议 | 定义 | 功能 |
|---|
| HTTP协议 | HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是一种用于分布式、协作式、超媒体信息系统应用层的协议。它是万维网（WWW）的基础协议。 | 用于在Web浏览器和服务器之间传输数据，主要是HTML文档。支持客户端-服务器模式的通信，客户端打开一个连接以发出请求，然后等待直到收到服务器的响应。定义了请求和响应的格式，包括GET、POST等请求方法和响应状态码。 |
| FTP协议 | FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）是用于在网络上进行文件传输的协议。 | 允许用户通过客户端程序连接到远程服务器，上传或下载文件。支持文件的列表、删除、重命名等操作。使用两个端口进行通信，一个用于控制连接，另一个用于数据传输。 |
| TFTP协议 | TFTP（Trivial File Transfer Protocol，简单文件传输协议）是一种简单的文件传输协议，比FTP更轻量级。 | 用于小型文件传输，通常用于网络设备配置文件的备份和恢复。不支持目录操作，只能进行文件的读写。使用UDP协议进行传输，因此不提供可靠的数据传输服务。 |
| SMTP协议 | SMTP（Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议）是用于发送电子邮件的协议。 | 许邮件服务器之间传输邮件。定义了邮件的格式和传输过程，包括邮件的发送、接收和转发。支持多种邮件格式，如MIME、HTML等。 |
| SNTP协议 | SNTP（Simple Network Time Protocol，简单网络时间协议）是用于同步网络中计算机的时间的协议。 | 允许客户端从服务器获取准确的时间信息。使用UDP协议进行传输，减少了网络开销。支持多种时间同步策略，如广播、多播和点对点。 |
| DNS协议 | DNS（Domain Name System，域名系统）是一种用于将域名转换为IP地址的系统。 | 允许用户通过易于记忆的域名访问网站，而不是输入复杂的IP地址。提供域名解析服务，将域名转换为对应的IP地址。支持正向和反向解析，以及缓存机制以提高查询效率。 |
| SNMP协议 | SNMP（Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议）是一种应用层协议，专门设计用于在IP网络中管理网络节点，如服务器、工作站、路由器、交换机等 | 设备监视：获取设备的状态信息，如CPU利用率、内存使用情况、网络流量等。配置管理：修改设备的配置参数，如路由表、ACL规则等。告警和通知：生成警报和通知，当设备出现故障或达到预定的阈值时。远程管理：通过网络远程管理设备，如重启设备、远程诊断等。 |
| 传输层协议 | 定义 | 功能 |
|---|
| TCP协议 | TCP（Transmission Control Protocol ）传输控制协议。是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。它在IP层之上，提供了面向连接的、可靠的字节流服务。TCP协议通过三次握手建立连接，并通过确认机制、重传控制、流量控制、拥塞控制等机制来确保数据的可靠传输。 | 面向连接：在数据交换之前，必须建立一个TCP连接，这个连接通过三次握手来建立，并在数据交换结束后通过四次挥手来关闭。可靠性：TCP提供可靠传输服务，它通过序列号、确认应答、超时重传、流量控制、拥塞控制等机制确保数据的正确传输。有序性：TCP保证数据按照发送的顺序到达接收方，即数据包的顺序与发送顺序一致。流量控制：TCP通过滑动窗口机制来控制发送方的发送速率，防止接收方来不及处理数据而导致溢出。拥塞控制：TCP能够感知网络中的拥塞情况，并自动调整发送速率，以减轻网络拥塞。 |
| UDP协议 | UDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议。是一种无连接的、不可靠的、基于数据报的传输层协议。它同样在IP层之上，但与TCP不同，UDP不提供数据包的排序、流量控制或错误控制，这些功能由上层协议（如应用层）来负责。 | 无连接：UDP在发送数据之前不需要建立连接，发送方和接收方之间也不需要交换任何控制信息。不可靠性：UDP不保证数据包的到达、顺序或完整性。如果数据包在传输过程中丢失或损坏，UDP不会进行重传或修复。低开销：由于UDP不需要建立连接和进行复杂的错误控制，因此它的开销相对较小，适合对实时性要求较高但对可靠性要求不高的应用，如视频、音频传输等。支持一对多通信：UDP支持广播和多播功能，即一个UDP报文可以同时发送给多个接收方。 |
| 总的来说 | TCP适用于需要可靠传输的应用场景，如文件传输、网页浏览等 | UDP则适用于对实时性要求较高但对可靠性要求不高的应用场景，如视频直播、实时游戏等。 |
| 网络层协议 | 定义 | 功能 |
|---|
| ICMP协议 | ICMP（Internet Control Message Protocol，互联网控制消息协议）是用于报告错误和其他信息的网络层协议。 | ICMP用于传递网络通信问题的反馈，例如主机不可达、网络不可达等错误信息。它还用于进行网络诊断，如ping和traceroute命令。 |
| IGMP协议 | IGMP（Internet Group Management Protocol，Internet组管理协议）是用于管理组播组成员关系的网络层协议。 | IGMP允许主机向组播路由器报告其加入或离开特定组播组的意愿，从而帮助路由器建立和维护组播路由表，实现高效的组播数据传输。 |
| IP协议 | IP（Internet Protocol，互联网协议）是一种无连接的网络层协议，负责将数据分割成适合传输的数据包，并通过寻址方式传送到目的地 | IP协议的主要作用是实现数据包在网络中的传递，它通过使用唯一的IP地址来标识网络中的每个设备，并通过寻址方式将这些数据包传送到正确的目的地。 |
| ARP协议 | ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）是一种用于将网络层地址（如IP地址）映射到物理层地址（如MAC地址）的协议 | ARP允许设备在网络中查找与特定IP地址相对应的MAC地址，从而确保数据包能够准确地被发送到目标设备。 |
| RARP协议 | 定义：RARP（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解析协议）是一种用于将物理层地址（如MAC地址）映射回网络层地址（如IP地址）的协议。 | 功能：RARP主要用于无盘工作站等设备的启动过程，通过广播RARP请求来查询其IP地址，从而能够加入到网络中并进行通信。 |
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