探索网络模型与协议：从OSI到HTTPs的原理解析

一、OSI网络模型

OSI（Open Systems Interconnection）七层网络参考模型和TCP/IP四层模型都是用于理解和设计计算机网络的框架，但它们之间存在一些差异。

1、七层 vs 四层

OSI七层网络参考模型：

物理层（Physical Layer）：

- 负责传输比特流，定义物理连接和电气规范。

数据链路层（Data Link Layer）：

- 提供可靠的数据传输，错误检测和纠正。

网络层（Network Layer）：

- 负责数据包的路由、转发和寻址。

传输层（Transport Layer）：

- 提供端到端的通信和数据流控制。

会话层（Session Layer）：

- 管理和维护会话，确保数据的同步和顺序传输。

表示层（Presentation Layer）：

- 负责数据格式的转换，确保数据的可读性。

应用层（Application Layer）：

- 提供网络服务和应用程序接口。

TCP/IP四层模型：

链路层（Link Layer）：

- 类似于OSI的数据链路层，负责物理网络链路的操作。

网络层（Internet Layer）：

- 类似于OSI的网络层，负责数据包的路由、转发和寻址。

传输层（Transport Layer）：

- 同OSI的传输层，提供端到端的通信和数据流控制。

应用层（Application Layer）：

- 同OSI的应用层，提供网络服务和应用程序接口。

2、关系与比较：

对应关系：

- OSI的物理层和数据链路层合并为TCP/IP的链路层。
- OSI的会话层、表示层和应用层合并为TCP/IP的应用层。

层次数量：

- OSI有七个层次，而TCP/IP只有四个层次。

发展历史：

- OSI是一个理论上的参考模型，由国际标准化组织（ISO）提出。然而，TCP/IP是实际应用中首先被广泛采用的协议族，其发展始于美国国防部的ARPANET项目。

广泛应用：

- 尽管OSI提供了一个理论框架，但TCP/IP在实际应用中更为广泛，成为互联网的基础协议。

二、网络模型与协议

OSI（Open Systems Interconnection）七层网络参考模型是一个标准的理论框架，用于理解和设计计算机网络。每一层都有特定的功能，并且网络协议通常被设计为在这个模型的特定层次上运行。下面是每一层及其与网络协议的关系：

物理层（Physical Layer）：

- 功能：传输比特流，定义物理连接和电气规范。
- 协议和设备：以太网（Ethernet）、USB、光纤、网线等。

数据链路层（Data Link Layer）：

- 功能：提供可靠的数据传输，错误检测和纠正。
- 协议和设备：MAC地址、PPP（Point-to-Point Protocol）、HDLC（High-Level Data Link Control）等。

网络层（Network Layer）：

- 功能：负责数据包的路由、转发和寻址。
- 协议：IP（Internet Protocol）、ICMP（Internet Control Message Protocol）、OSPF（Open Shortest Path First）等。

传输层（Transport Layer）：

- 功能：提供端到端的通信和数据流控制。
- 协议：TCP（Transmission Control Protocol）、UDP（User Datagram Protocol）等。

会话层（Session Layer）：

- 功能：管理和维护会话，确保数据的同步和顺序传输。
- 协议：NetBIOS（Network Basic Input/Output System）等。

表示层（Presentation Layer）：

- 功能：数据格式的转换，确保数据的可读性。
- 协议：JPEG、ASCII、SSL/TLS（Secure Sockets Layer/Transport Layer Security）等。

应用层（Application Layer）：

- 功能：提供网络服务和应用程序接口。
- 协议：HTTP（Hypertext Transfer Protocol）、FTP（File Transfer Protocol）、SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）等。

网络协议通常被设计为在特定的OSI层次上运行，每个协议负责执行该层次的功能。例如，TCP和UDP是传输层协议，IP是网络层协议，而HTTP是应用层协议。这种分层结构有助于不同厂商和组织开发和维护独立的技术，从而提高互操作性和可扩展性。

三、Https协议

几个概念

1、文中的使用非对称加密对称密钥就是数字信封技术

2、https通讯全过程

TCP三次握手->建立SSL连接(验证双方证书身份、获取对称密钥)->建立https连接(使用对称密钥加密通讯)

HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure）是一种用于安全数据传输的通信协议，它基于HTTP，但通过使用TLS（Transport Layer Security）或其前身SSL（Secure Sockets Layer）来加密数据。HTTPS的主要目的是保护网站上的用户数据，如登录信息、支付信息等，免受中间人攻击和窃听。

数字信封技术是一种加密通信的方法，用于确保数据的机密性、完整性和身份认证。它通常与非对称加密算法和数字证书结合使用。以下是数字信封技术的基本原理：

非对称加密：在数字信封技术中，通常使用非对称加密算法，如RSA。这种算法涉及到一对密钥：公钥和私钥。公钥用于加密，而私钥用于解密。公钥可以公开分享，但私钥必须保持机密。
数字证书：数字信封技术通常需要使用数字证书，这是由可信的证书颁发机构（CA）签发的一种电子证明，用于证明公钥的合法性。数字证书中包含了与特定实体（如网站、服务器或个人）相关联的公钥，同时还包含了CA的数字签名，用于验证证书的真实性。
数字签名：数字信封技术使用数字签名来确保数据的完整性。数字签名是通过使用私钥对消息或数据进行加密生成的，然后可以使用公钥进行解密验证。如果数据在传输过程中被篡改，数字签名验证将失败，表明数据不再是原始的。
加密和解密过程：发送方使用接收方的公钥来加密消息，形成数字信封。这个数字信封可以被任何人截获，但只有拥有相应私钥的接收方才能解密并读取消息。因为私钥只有接收方知道，所以只有接收方能够解密消息，从而确保了数据的机密性。