osi七层协议

什么是互联网

互联网 = 物理链接设备 + 互联网通信协议

为何要有互联网

方便数据的传输,互联网又称为信息高速公路

osi七层协议

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

osi七层协议

物理层 电信号,二进制
物理层由来:上面提到,孤立的计算机之间要想一起玩,就必须接入internet,言外之意就是计算机之间必须完成组网

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
数据链路层 数据帧
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,ethernet规定

一组电信号构成一个数据包,叫做‘帧’

每一数据帧分成:报头head和数据data两部分 

head包含:(固定18个字节)

发送者/源地址,6个字节

接收者/目标地址,6个字节

数据类型,6个字节

data包含:(最短46字节,最长1500字节)

数据包的具体内容

head长度+data长度=最短64字节,最长1518字节,超过最大限制就分片发送

mac地址:

head中包含的源和目标地址由来:ethernet规定接入internet的设备都必须具备网卡,发送端和接收端的地址便是指网卡的地址,即mac地址

mac地址:每块网卡出厂时都被烧制上一个世界唯一的mac地址,长度为48位2进制,通常由12位16进制数表示(前六位是厂商编号,后六位是流水线号)
广播:
有了mac地址,同一网络内的两台主机就可以通信了(一台主机通过arp协议获取另外一台主机的mac地址)

ethernet采用最原始的方式,广播的方式进行通信,即计算机通信基本靠吼
网络层 数据包,ip
网络层由来: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,
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,广泛采用的v4版本即ipv4,它规定网络地址由32位2进制表示

范围0.0.0.0-255.255.255.255

一个ip地址通常写成四段十进制数,例: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

注意:单纯的ip地址段只是标识了ip地址的种类,从网络部分或主机部分都无法辨识一个ip所处的子网

例:172.16.10.1与172.16.10.2并不能确定二者处于同一子网
子网掩码
所谓”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,那么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000,写成十进制就是255.255.255.0。

知道”子网掩码”,我们就能判断,任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算(两个数位都为1,运算结果为1,否则为0),然后比较结果是否相同,如果是的话,就表明它们在同一个子网络中,否则就不是。


传输层 数据段 tcp/udp

应用层 http

Mac地址 在局域网

ip地址 在路由器

port 端口

IP + Mac + port 相当于定位到全世界范围内独一无二的一个基于网络通信的软件

arp协议
简介:

1、通信的第一步先拿到目标主机的ip地址
2、判断出目标主机与自己是否在一个子网里
    如果在一个子网里,数据包的走向:
       源主机----》》 本地交换机----》目标主机
       如果不在一个子网里,数据包的走向
			源主机-》本地交换机-》本地路由器---------》公网---------》目标路由器-》目标交换机-》目标主机
详解:

源主机:  172.16.10.10/24
目标主机:172.16.10.11/24

1、拿到目标主机的ip与子网掩码
    172.16.10.11/24

2、arp协议算出本机的网络地址、目标主机的网络地址
			源:172.16.10.0
			目标:172.16.10.0

3、判断源的子网地址与目标的子网地址是否一样
	一样,那么通信就是在同一个子网内通信,靠的是mac地址定位到对方在哪里
	
发送arp协议的广播包拿到目标主机的mac地址,格式如下
自己的mac地址  FF-FF-FF-FF-FF-FF 172.16.10.10/24  172.16.10.11/24 数据部分

4、发起真正的通信
	自己的mac地址  目标主机的mac地址 172.16.10.10/24  172.16.10.11/24 源端口 目标端口 数据部分
	
ps:交换机只有在两种情况下才把包广播
			1、目标mac是:FF-FF-FF-FF-FF-FF
			2、目标mac不存在于mac地址表中
ip地址的两方面用途:
1、arp协议会把ip地址解析成mac地址
2、标识子网地址
172.16.10.23	

10101100.00010000.00001010.00010111
	
11111111.11111111.11111111.00000000
子网划分

192.168.10.{0-255}/24
192.168.10.11/24 ----> 192.168.10.0
192.168.10.200/24 ----> 192.168.10.0

192.168.10.{0-255}/25
	192.168.10.11/25
		11000000.10101000.00001010.00001011
		11111111.11111111.11111111.10000000
		
		11000000.10101000.00001010.00000000 -> 192.168.10.0		


	192.168.10.200/25
		11000000.10101000.00001010.11001000
		11111111.11111111.11111111.10000000

		11000000.10101000.00001010.10000000 -> 192.168.10.128
二层隔离与三层隔离
两台计算机接入不同的交换机,称之为二层隔离

子网地址不同,称之为三层隔离						

结论:
	1、二层隔离与三层隔离要保持一致
	2、二层联通,三层可以隔离,即两台计算机接入了同一个交换机,不一定在一个局域网内
tcp与udp协议
	tcp可靠	       udp不可靠
tcp三次握手,建立双向链接

SYN_SENT发出syn= 1,到SYN_RCVD,返回ack= 1,和发出syn= 1,到ESTABLISHED,

返回ack= 1到ESTABLISHED

SYN_SENT标上记号seq = x, 到SYN_RCVD,发出ack=1+x,和第二次记号seq= y,到ESTABLISHED,

返回ack = 1+y到ESTABLISHED

四次挥手

中间不可省略

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