OSI七層協定,物理層,鏈路層,網路層,傳輸層,會話層,表示層,套用層,TCP/IP 協定簇,接口層,網路層,傳輸層,套用層,TCP連線的建立,IP位址劃分,IP位址分類,地址區間,特殊地址,子網掩碼,
OSI七層協定
物理層
機械性能:接口的形狀,尺寸的大小,引腳的數目和排列方式等。
美國電子工業協會(EIA)的RS232,RS422,RS423,RS485等;
國際電報電話諮詢委員會(CCITT)的X.25、X.21等;
鏈路層
協定有面向字元的通訊協定(PPP)和面向位的通訊協定(HDLC)。
仲裁協定:802.3、802.4、802.5,即:
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)、Token
Bus、Token Ring
鏈路層數據單位是幀,實現對MAC地址的訪問,典型設備是
交換機Switch。
網路層
連線方式:虛電路(Virtual Circuits)和數據報(Datagram)服務。
虛電路是面向連線的(Connection-Oriented),
數據通訊一次
路由,通過會話建立的一條
通路。
數據報是非連線的(Connectionless-Oriented),每個數據報都有
路由能力。
網路層的數據單位是包,使用的是IP位址,典型設備是
路由器Router。
這一層可以進行
流量控制,但流量控制更多的是使用第二層或第四層。
傳輸層
傳輸層位於OSI的第四層,這層使用的設備是主機本身。
會話層
一旦建立連線,會話層的任務就是管理會話。
表示層
表示層主要是解釋通訊數據的意義,如代碼轉換、格式變換等,使不同的
終端可以表示。
套用層
例如www、FTP、DNS、POP3和SMTP等都是
套用層服務。
數據在傳送時是數據從套用層至
物理層的一個打包的過程,
從功能角度可分為三組,1、2層解決網路信道問題,3、4層解決傳輸問題,5、6、7層處
理對套用進程的訪問。
從控制角度可分為二組,第1、2、3層是
通信子網層,第4、5、6、7層是
主機控制層。
TCP/IP 協定簇
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)已成為一個事實上的工業
標準。
TCP/IP是一組協定的代名詞,它還包括許多協定,組成了TCP/IP協定簇。
TCP/IP協定簇分為四層,IP位於協定簇的第二層(對應OSI的第三層),TCP位於協定簇的第
三層(對應OSI的第四層)。
TCP和IP是TCP/IP協定簇的中間兩層,是整個協定簇的核心,起到了承上啟下的作用。
接口層
TCP/IP的最低層是接口層,常見的接口層協定有:
Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame reley、HDLC、PPP等。
網路層
網路層包括:IP(Internet Protocol)協定、ICMP(Internet Control Message Protocol)
控制
報文協定、ARP(Address Resolution Protocol)
地址轉換協定、RARP(Reverse ARP)反向
。
ICMP是
網路層的補充,可以回送
報文。用來檢測網路是否通暢。
Ping命令就是傳送ICMP的echo包,通過回送的echo relay進行
網路測試。
傳輸層
傳輸層協定主要是:傳輸控制協定TCP(Transmission Control Protocol)和用戶數據報協
議UDP(User Datagram rotocol)。
TCP是面向連線的
通信協定,通過
三次握手建立連線,通訊時完成時要拆除連線,由於TCP
TCP提供的是一種可靠的
數據流服務,採用“帶重傳的肯定確認”技術來實現傳輸的可靠
性。TCP還採用一種稱為“
滑動視窗”的方式進行
流量控制,所謂視窗實際表示接收能力,用
以限制傳送方的傳送速度。
UDP是面向無連線的通訊協定,UDP數據包括目的
連線埠號和源連線埠號信息,由於通訊不需要
連線,所以可以實現廣播傳送。
UDP通訊時不需要接收方確認,屬於不可靠的傳輸,可能會出
丟包現象,實際套用中要求
在程式設計師編程驗證。
套用層
套用層一般是面向用戶的服務。如FTP、TELNET、DNS、SMTP、POP3。
FTP(File Transmision Protocol)是
檔案傳輸協定,一般上傳下載用FTP服務,數據連線埠
是20H,控制連線埠是21H。
Telnet服務是用戶
遠程登錄服務,使用23H連線埠,使用明碼傳送,保密性差、簡單方便。
DNS(Domain Name Service)是域名解析服務,提供域名到IP位址之間的轉換。
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)是
簡單郵件傳輸協定,用來控制信件的傳送、中
轉。
POP3(Post Office Protocol 3)是
郵局協定第3版本,用於接收郵件。
數據格式:
數據幀:幀頭+IP數據包+幀尾 (幀頭包括源和目標
主機MAC地址及類型,幀尾是校驗字)
IP
數據包:IP頭部+TCP數據信息 (IP頭包括源和目標
主機IP位址、類型、生存期等)
IP數據信息:TCP頭部+實際數據 (TCP頭包括源和目標
主機連線埠號、順序號、確認號、校
驗字等)
TCP連線的建立
client首先請求連線,發一個SYN包;Server收到後回應SYN_ACK包;Client收到後再
發ACK包。即:
Client Server
SYN ---> 收
<--- SYN+ACK
ACK ---> 收
established表示建立狀態,當某端發出
數據包後收到了回應則進入established狀態。
在TCP/IP連線時,如果兩端都是established狀態,則握手成功,否則是無連線或半聯接狀
態。
套接字Socket由協定、IP位址和
連線埠號組成,套接字表示一路通訊,一般是一個服務,如
www服務是TCP的80連線埠,Telnet是TCP的23連線埠。
IP位址劃分
IP位址分類
IP位址有四個段,包括
網路標識和主機標識兩部分:netid+hostid。
IP位址套用分為A、B、C三類,D、E類是保留和專用的。
Class A 0******* xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
Class B 10****** ******** xxxxxxxx xxxxxxxx
Class C 110***** ******** ******** xxxxxxxx
Class D 1110**** ******** ******** ********
Class E 1111**** ******** ******** ********
地址區間
址址類 地址區間 網路數 主機數
A 類 1.0.0.1~126.255.255.254 27-2=126 224-2=16777214
B 類 128.0.0.1~191.255.255.254 214-2=16382 216-2=65534
C 類 192.0.0.1~223.255.255.254 221-2=2097150 28-2=254
D 類 224.0.0.1~239.255.255.255 228=268435456 0
E 類 240.0.0.1~255.255.255.255 228=268435456 0
特殊地址
主機地址全0表示為一個網路地址。
全0的IP位址:0.0.0.0,表示本機地址,只在啟動過程時有效。
全1的IP位址255.255.255.255,表示本地廣播(有的軟體不支持)。
10.0.0.0 - 10.255.255.255
172.16.0.0 - 172.31.255.255
192.168.0.0 - 192.168.255.255
127.0.0.0網路是迴環網路loopback,用於本機測試。例如:
ping 127.0.0.1 是測試本機網卡是否工作正常。
子網掩碼
A 類: 1.0.0.1~126.255.255.254 netmask:255.0.0.0
B 類:128.0.0.1~191.255.255.254 netmask:255.255.0.0
C 類:192.0.0.1~223.255.255.254 netmask:255.255.255.0