OSI七层参考模型分层思想

前言

1、为什么分层？

2、OSI七层参考模型

3、ARP与RARP

4、TCP和UDP区别

5、三次握手四次断开

6、应用层协议

前言

OSI参考模型，华为五层模型，思科四层模型都是分层的，分层有助于我们将复杂的问题简单化，理解更深层次问题。

1、为什么分层？

将复杂的流程分解为几个功能相对单一的子过程

作用：1、整个流程更加清晰，复杂问题简单化。

2、更容易发现问题并针对性的解决问题。

2、OSI七层参考模型

分层	功能
应用层	网络服务与最终用户的一个接口。
表示层	数据的表示、安全、压缩。
会话层	建立、管理、中止会话。
传输层	定义传输数据的协议端口号（端口号范围 1-65535），以及流控和差错校验。
网络层	进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择。
数据链路层	建立逻辑连接，进行硬件地址寻址，差错校验等功能。
物理层	建立、维护、断开物理连接。

面向用户：应用层、表示层、会话层

承上启下：传输层

面向硬件：网络层、表示层、物理层

端口号可以用来区分相同IP的不同流量。

点到点是网络层面，端到端是传输层面

思科 TCP/IP四层	华为 TCP/IP五层	OSI七层
应用层	应用层	应用层
		表示层
		会话层
传输层	传输层	传输层
网络层	网络层	网络层
网络接口层	数据链路层	数据链路层
网络接口层	物理层	物理层

应用层	HTTP、FTP、TFTP、SMTP、SNMP、DNS
传输层	TCP、UDP
网络层	ICMP、IGMP、IP、ARP、RARP

ICMP：ping 测试网络连通性 traceroute 故障时，路由跟踪到点

IGMP：组播

3、ARP与RARP

ARP：正向解析协议

数据传输通讯地址：源IP、源MAC、目标IP、目标MAC

使用场合：已知目标IP，未知目标MAC时使用

工作原理：PC1已知PC2的IP地址，未知PC2的MAC地址，PC1发送ARP广播给二层交换机，二层交换机收到ARP广播消息后无条件泛洪处理，连接到二层交换机下的所有PC都将接受此消息，每个PC都会把自身的IP和目标的IP进行对比，若一致则接收此广播消息，并回数据包给PC1，PC1接收到返回的数据包后会记录下PC2的IP和MAC地址，记录到AARP缓存表中，若不一致则丢弃处理。
RARP：反向地址解析协议

使用场合：已知目标MAC，未知目标IP时使用。

4、TCP和UDP区别

TCP（传输控制协议)：协议号是6

UDP（用户数据报协议）：协议号是17

TCP :面向连接的可靠的传输层协议

优点是三次握手、四次分开、分段重组、滑动窗口机制保证数据传输可靠性，缺点是这些机制耗费大量时间，因此效率低。

UDP：面向无连接的不可靠的传输层协议

优点是没有机制保证数据的可靠性，但是效率高。缺点是可靠性不高

TCP三次握手：在传输数据时保证传输管道的可靠性

TCP有重传机制，UDP没有。

数据需要依靠耗费流量大小及传输效率去选择哪些适合TCP哪些适合UDP

常见的语音、视频等这些需要耗费很多流量并且需要效率更高，这些场合需要UDP

而一些应用服务对网络流量宽带要求并不高，可靠性要求较高的这些场合适用TCP

5、三次握手四次断开

三次握手原理：

客户端向服务器发送SYN同步请求与服务器建立连接，服务器收到此SYN同步请求后，会针对客户端的SYN同步请求进行ACK响应的同时也会发送一个SYN同步请求，当客户端收到服务器发送来的SYN同步请求时，会给予一个ACK响应。

为什么要三次握手？

因为TCP是可靠的传输层协议，它在传输数据前会建立双向数据通信通道，当保证双向数据传输的通道没有问题时，才会发送数据，起到保护数据的作用。

四次断开原理：

客户端向服务器发送FIN断开请求，服务器收到此请求后，回复一个ACK。服务器向客户端发送FIN断开请求，客户端收到此请求后回复一个ACK。

三次握手握手三次为什么断开要四次

数据传输方向是双向的，一个方向的数据通道关闭需要一次请求和一次确认，因此需要断开两次，而我们有两个数据方向，因此要断开四次。

TCP半连接状态是什么情况？

客户机向服务器发送了FIN请求，服务器也给了ACK回应，但是服务器还有数据要向客户机传输，因此服务器没有向客户机发送FIN请求。

6、应用层协议

HTTP：超文本传输协议 TCP-80 主要用于web页面的内容传输。

FTP:文件传输协议 TCP20/21：

21：控制层面：控制用户是否在权限登录，并且登陆后的权限内容。

20：数据层面：主要用来传输数据的，主要是用来公司内的资源上传和下载。

TFTP：简单文件传输协议 UDP-69 主要用于上传和下载小文件，常用于路由器交换机iso系统升级和更新

SMTP：简单邮件传输协议 TCP-25主要用于邮件的发送

POP3：邮局协议 TCP-110 主要用于查看邮件

IMAP4：交互式数据消息访问协议，TCP-143 主要用于下载邮件

SNMP：简单网络管理协议 UDP-161主要用于监控网络设备

DHCP：动态主机配置协议 UDP-67 、68 主要用于给客户机分发IP

DHCP工作原理：

1、客户机向局域网内所有DHCP服务器发送dhcpdiscovery请求，请求获取IP地址。

2、局域网内的服务器接收到dhcpdiscovery请求后，会用dhcpoffer回复客户机一个IP地址及子网掩码。

3、客户机收到dhcp服务器发过来的IP地址后，会选择第一个向我提供地址的服务器的IP地址，并且会发送dhcprequest报文通告给局域网内的所有dhcp服务器，客户机选择了哪个地址，以便其他未被选中的服务器的地址作回收处理。

4、被选中的dhcp服务器会回复客户机dhcpack报文，报文内容包含了IP地址、子网掩码、网关、租期、DNS服务器地址等关键信息，此时客户机就可以使用这个IP地址了。

DHCP更新租期机制：当客户机的租期使用到50%时，会自动向DHCP服务器发送续约请求，若此地址未被使用，将续约成功；若此地址已被使用，将续约不成功，不成功的话将从dhcpdiscovery开始那四个步骤。

DNS：域名解析协议 TCP/UDP -53 主要用于将域名解析成IP地址，或将IP地址解析成域名。