计算机网络基础知识
一、簡(jiǎn)述osi七層模型和TCP/IP五層模型
1、OSI的來(lái)源
? ? ? ? OSI(Open System Interconnect),即開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)。 一般都叫OSI參考模型,是ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)組織在1985年研究的網(wǎng)絡(luò)互連模型。
? ? ? ? ISO為了更好的使網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用更為普及,推出了OSI參考模型。其含義就是推薦所有公司使用這個(gè)規(guī)范來(lái)控制網(wǎng)絡(luò)。這樣所有公司都有相同的規(guī)范,就能互聯(lián)了。
? 2、OSI七層模型的劃分
? ? ? ?OSI定義了網(wǎng)絡(luò)互連的七層框架(物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層、應(yīng)用層),即ISO開(kāi)放互連系統(tǒng)參考模型。如下圖。
? ? ? ? 每一層實(shí)現(xiàn)各自的功能和協(xié)議,并完成與相鄰層的接口通信。OSI的服務(wù)定義詳細(xì)說(shuō)明了各層所提供的服務(wù)。某一層的服務(wù)就是該層及其下各層的一種能力,它通過(guò)接口提供給更高一層。各層所提供的服務(wù)與這些服務(wù)是怎么實(shí)現(xiàn)的無(wú)關(guān)。
3、各層功能定
<1>應(yīng)用層:OSI參考模型中最靠近用戶(hù)的一層,是為計(jì)算機(jī)用戶(hù)提供應(yīng)用接口,也為用戶(hù)直接提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。我們常見(jiàn)應(yīng)用層的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)協(xié)議有:HTTP,HTTPS,FTP,POP3、SMTP等。
<2>表示層:表示層提供各種用于應(yīng)用層數(shù)據(jù)的編碼和轉(zhuǎn)換功能,確保一個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用層發(fā)送的數(shù)據(jù)能被另一個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用層識(shí)別。如果必要,該層可提供一種標(biāo)準(zhǔn)表示形式,用于將計(jì)算機(jī)內(nèi)部的多種數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成通信中采用的標(biāo)準(zhǔn)表示形式。數(shù)據(jù)壓縮和加密也是表示層可提供的轉(zhuǎn)換功能之一。
<3>會(huì)話層:會(huì)話層就是負(fù)責(zé)建立、管理和終止表示層實(shí)體之間的通信會(huì)話。該層的通信由不同設(shè)備中的應(yīng)用程序之間的服務(wù)請(qǐng)求和響應(yīng)組成。
<4>傳輸層:傳輸層建立了主機(jī)端到端的鏈接,傳輸層的作用是為上層協(xié)議提供端到端的可靠和透明的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),包括處理差錯(cuò)控制和流量控制等問(wèn)題。該層向高層屏蔽了下層數(shù)據(jù)通信的細(xì)節(jié),使高層用戶(hù)看到的只是在兩個(gè)傳輸實(shí)體間的一條主機(jī)到主機(jī)的、可由用戶(hù)控制和設(shè)定的、可靠的數(shù)據(jù)通路。我們通常說(shuō)的,TCP UDP就是在這一層。端口號(hào)既是這里的“端”。
<5>網(wǎng)絡(luò)層:本層通過(guò)IP尋址來(lái)建立兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接,為源端的運(yùn)輸層送來(lái)的分組,選擇合適的路由和交換節(jié)點(diǎn),正確無(wú)誤地按照地址傳送給目的端的運(yùn)輸層。就是通常說(shuō)的IP層。這一層就是我們經(jīng)常說(shuō)的IP協(xié)議層。IP協(xié)議是Internet的基礎(chǔ)。
<6>數(shù)據(jù)鏈路層 :將比特組合成字節(jié),再將字節(jié)組合成幀,使用鏈路層地址 (以太網(wǎng)使用MAC地址)來(lái)訪問(wèn)介質(zhì),并進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。?數(shù)據(jù)鏈路層又分為2個(gè)子層:邏輯鏈路控制子層(LLC)和媒體訪問(wèn)控制子層(MAC)。MAC子層處理CSMA/CD算法、數(shù)據(jù)出錯(cuò)校驗(yàn)、成幀等;LLC子層定義了一些字段使上次協(xié)議能共享數(shù)據(jù)鏈路層。 在實(shí)際使用中,LLC子層并非必需的。
<7>物理層 :實(shí)際最終信號(hào)的傳輸是通過(guò)物理層實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)物理介質(zhì)傳輸比特流。規(guī)定了電平、速度和電纜針腳。常用設(shè)備有(各種物理設(shè)備)集線器、中繼器、調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)線、雙絞線、同軸電纜。這些都是物理層的傳輸介質(zhì)。
4、TCP/IP五層協(xié)議
TCP/IP五層協(xié)議和OSI的七層協(xié)議對(duì)應(yīng)關(guān)系如下。
在每一層都工作著不同的設(shè)備,比如我們常用的交換機(jī)就工作在數(shù)據(jù)鏈路層的,一般的路由器是工作在網(wǎng)絡(luò)層的。
在每一層實(shí)現(xiàn)的協(xié)議也各不同,即每一層的服務(wù)也不同.下圖列出了每層主要的協(xié)議。
二、總結(jié)描述TCP三次握手四次揮手
TCP三次握手
所謂三次握手(Three-way Handshake),是指建立一個(gè)TCP連接時(shí),需要客戶(hù)端和服務(wù)器總共發(fā)送3個(gè)包。
三次握手的目的是連接服務(wù)器指定端口,建立TCP連接,并同步連接雙方的序列號(hào)和確認(rèn)號(hào)并交換 TCP 窗口大小信息.在socket編程中,客戶(hù)端執(zhí)行connect()時(shí)。將觸發(fā)三次握手。
TCP 四次揮手
TCP的連接的拆除需要發(fā)送四個(gè)包,因此稱(chēng)為四次揮手(four-way handshake)。客戶(hù)端或服務(wù)器均可主動(dòng)發(fā)起揮手動(dòng)作,在socket編程中,任何一方執(zhí)行close()操作即可產(chǎn)生揮手操作。?
?3、描述TCP和UDP區(qū)別
| ? | TCP | UDP |
| 可靠性 | 可靠 | 不可靠 |
| 連接性 | 面向連接 | 無(wú)連接 |
| 報(bào)文 | 面向字節(jié)流 | 面向報(bào)文(保留報(bào)文的邊界) |
| 效率 | 傳輸率低 | 傳輸效率高 |
| 雙工性 | 全雙工 | 一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一、多對(duì)多 |
| 流量控制 | 有(滑動(dòng)窗口) | 無(wú) |
| 擁塞控制 | 有(慢開(kāi)始、擁塞避免、快重傳、快恢復(fù)) | 無(wú) |
| 首部開(kāi)銷(xiāo) | 20字節(jié) | 8字節(jié) |
?
【1】TCP面向連接(如打電話要先撥號(hào)建立連接);UDP是無(wú)連接的,即發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接;
【2】TCP提供可靠的服務(wù)。也就是說(shuō),通過(guò)TCP連接傳送的數(shù)據(jù),無(wú)差錯(cuò),不丟失,不重復(fù),且按序到達(dá);UDP盡最大努力交付,即不保證可靠交付;
【3】TCP面向字節(jié)流,實(shí)際上是TCP把數(shù)據(jù)看成一連串無(wú)結(jié)構(gòu)的字節(jié)流;UDP是面向報(bào)文的;
4、總結(jié)ip分類(lèi)以及每個(gè)分類(lèi)可以分配的IP數(shù)量
現(xiàn)在的IP網(wǎng)絡(luò)使用32位地址,以點(diǎn)分十進(jìn)制表示,如172.16.0.0。地址格式為:IP地址=網(wǎng)絡(luò)地址+主機(jī)地址 或 IP地址=主機(jī)地址+子網(wǎng)地址+主機(jī)地址。?
IP地址類(lèi)型
? ? ? ? ?最初設(shè)計(jì)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)時(shí),為了便于尋址以及層次化構(gòu)造網(wǎng)絡(luò),每個(gè)IP地址包括兩個(gè)標(biāo)識(shí)碼(ID),即網(wǎng)絡(luò)ID和主機(jī)ID。同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)都使用同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)ID,網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)主機(jī)(包括網(wǎng)絡(luò)上工作站,服務(wù)器和路由器等)有一個(gè)主機(jī)ID與其對(duì)應(yīng)。IP地址根據(jù)網(wǎng)絡(luò)ID的不同分為5種類(lèi)型,A類(lèi)地址、B類(lèi)地址、C類(lèi)地址、D類(lèi)地址和E類(lèi)地址。
? ? ? ?1. A類(lèi)IP地址?一個(gè)A類(lèi)IP地址由1字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和3字節(jié)主機(jī)地址組成,網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“0”, 地址范圍從1.0.0.0 到126.0.0.0。可用的A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)有126個(gè),每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納1億多個(gè)主機(jī)。 ?
? ? ? ?2. B類(lèi)IP地址?一個(gè)B類(lèi)IP地址由2個(gè)字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和2個(gè)字節(jié)的主機(jī)地址組成,網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“10”,地址范圍從128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B類(lèi)網(wǎng)絡(luò)有16382個(gè),每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納6萬(wàn)多個(gè)主機(jī) 。?
? ? ? ? 3. C類(lèi)IP地址?一個(gè)C類(lèi)IP地址由3字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和1字節(jié)的主機(jī)地址組成,網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“110”。范圍從192.0.0.0到223.255.255.255。C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)可達(dá)209萬(wàn)余個(gè),每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納254個(gè)主機(jī)。?
? ? ? ? 4. D類(lèi)地址用于多點(diǎn)廣播(Multicast)。?D類(lèi)IP地址第一個(gè)字節(jié)以“l(fā)ll0”開(kāi)始,它是一個(gè)專(zhuān)門(mén)保留的地址。它并不指向特定的網(wǎng)絡(luò),目前這一類(lèi)地址被用在多點(diǎn)廣播(Multicast)中。多點(diǎn)廣播地址用來(lái)一次尋址一組計(jì)算機(jī),它標(biāo)識(shí)共享同一協(xié)議的一組計(jì)算機(jī)。224.0.0.0到239.255.255.255用于多點(diǎn)廣播?。
? ? ? ? ?5. E類(lèi)IP地址?以“l(fā)lll0”開(kāi)始,為將來(lái)使用保留。240.0.0.0到255.255.255.254,255.255.255.255用于廣播地址
? ? ? ? ?全零(“0.0.0.0”)地址對(duì)應(yīng)于當(dāng)前主機(jī)。全“1”的IP地址(“255.255.255.255”)是當(dāng)前子網(wǎng)的廣播地址。
? ? ? ? ?在IP地址3種主要類(lèi)型里,各保留了3個(gè)區(qū)域作為私有地址,其地址范圍如下:?A類(lèi)地址:10.0.0.0~10.255.255.255?B類(lèi)地址:172.16.0.0~172.31.255.255?C類(lèi)地址:192.168.0.0~192.168.255.255
?5、總結(jié)IP配置方法
命令行vi打開(kāi)
vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0(網(wǎng)卡名稱(chēng))
編輯
重啟網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
service network restart
ifconfig查看
總結(jié)
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