【Test 49 】OSI 七层模型初识、网络传输的流程、IP地址和MAC地址！ 面试高频考点！

news2024/12/29 9:31:07

文章目录

      • 1. OSI七层模型
      • 2. TCP/IP五层(或四层)模型
      • 3. 网络传输基本流程
    • 🐧🐧🐧🐧🐧🐧🐧🐧🐧🐧🐧🐧🐧🐧🐧🐧🐧🐧
      • 4. 以太网通信
      • 5. IP地址 和 MAC地址的理解

1. OSI七层模型

  • 🍎OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）七层网络模型称为开放式系统互联参考模型，是一个逻辑上的定义和规范;

  • 🍎把网络从逻辑上分为了7层. 每一层都有相关、相对应的物理设备，比如路由器，交换机;

  • 🍎OSI 七层模型是一种框架性的设计方法，其最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输；

  • 🍎它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，概念清楚，理论也比较完整. 通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯；

  • 🍎但是, 它 但是, 它既复杂又不实用; 所以我们按照TCP/IP四层模型来讲解；

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2. TCP/IP五层(或四层)模型

🍎 TCP/IP是一组协议的代名词，它还包括许多协议，组成了TCP/IP协议簇。

🍎 TCP/IP通讯协议采用了5层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。

🍎 物理层我们考虑的比较少，因此很多时候也可以称为 TCP/IP四层模型。

物理层: 负责光/电信号的传递方式. 比如现在以太网通用的网线(双绞线)、早期以太网采用的的同轴电缆(现在主要用于有线电视)、光纤, 现在的wifi无线网使用电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等. 集线器(Hub)工作在物理层.

数据链路层: 负责设备之间的数据帧的传送和识别. 例如网卡设备的驱动、帧同步(就是说从网线上检测到什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(如果检测到冲突就自动重发)、数据差错校验等工作. 有以太网、令牌环网, 无线LAN等标准. 交换机(Switch)工作在数据链路层.

网络层: 负责地址管理和路由选择. 例如在IP协议中, 通过IP地址来标识一台主机, 并通过路由表的方式规划出两台主机之间的数据传输的线路(路由). 路由器(Router)工作在网路层.

传输层: 负责两台主机之间的数据传输. 如传输控制协议 (TCP), 能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机.

应用层: 负责应用程序间沟通，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等. 我们的网络编程主要就是针对应用层。

注意：❗应用层、表示层、会话层这三层同意看成 应用层进行理解。
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  • 对于一台主机, 它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容;
    对于一台路由器, 它实现了从网络层到物理层;
    对于一台交换机, 它实现了从数据链路层到物理层;
    对于集线器, 它只实现了物理层;
  • 五层模型与操作系统的关系：
    🐧 传输层、网络层 属于 Linux 内核中的模块。
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3. 网络传输基本流程

  • 网络通信的基本示意图：
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🐧① 网络协议的层状结构中，每一层都有协议。

🐧② 报文 = 报头 + 有效载荷。

🐧③ 每层都要添加相应的 报头

🐧④ 封装的时候一定要考虑到后面怎么解包

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  • 🍎 Ⅰ、同一个网段内的两台主机进行文件传输.
  • 避免抓包：在应用层加密。
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  • 🍎 Ⅱ、两台计算机通过 TCP/IP协议通讯的过程如下：

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  • 🍎 Ⅲ、跨网段的主机的文件传输. 数据从一台计算机到另一台计算机传输过程中要经过一个或多个路由器
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  • 想想 我们用手机 和 电脑 都可以看 B 站 （手机和电脑区别这么大，还是可以连接同一个网络进行访问 B 站，说明底层的细节已经被处理）

  • MAC 地址的使命：在局域网中，从 A主机送到 B主机，使命结束，然后在路由器中更换令牌环的mac地址。

  • 路由器是工作在网络层的。

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4. 以太网通信

  • 🍎以太网通信：可以理解为老师在教室给学生上课，当老师发出一个消息（叫张三回答问题的时候），此时其实全班都接收到了这个消息，但是只有张三站起来了。
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  • 🍎 以太网发生数据碰撞：

  • 在局域网中一下有很多垃圾信息，例如：(M1 --> M10，M2 --> M3， M4 --> M2)，一下这么多主机相互发送消息，一定会发生数据碰撞的。

  • 局域网任何时刻只有一台主机在发送消息。

  • 交换机：减少在局域网中的数据碰撞（组织垃圾信息进一步扩散），划分碰撞域

  • 如何看待局域网：只允许一个主机向局域网中投递数据，局域网共享资源 — 互斥访问 — 多台主机共享的资源 – （本质：主机背后其实是进程在访问网络，保证数据的一致性）

  • 局域网之间的通信：每台主机都有一个 48 位的 Mac 地址。

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5. IP地址 和 MAC地址的理解

  • 🍎 我们该如何理解呢？

🐧 我们可以理解成我们要从 辽宁 出发去 云南 旅游，辽宁可以理解成为(原IP)，云南可以理解成为目的IP，去云南肯定要经过陕西、四川等地，这些途径的地方都在改变，可以把它理解成为 MAC地址。

  • IP地址可以标志主机全网的唯一性！
    原 IP 和 目的 IP（一直不变），MAC 地址在改变；

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