一、网络的目的
网络的目的是为了实现主机到主机的通信。
二、OSI网络模型
OSI网络模型是ISO组织定义的国际通用标准模型,其目的是为了制定全球统一的网络模型标准,让全球内的国家、组织可以实现网络互通。
OSI模型一共分为七层,如下图所示:
那么为什么网络模型要分层呢?就像一个公司要分很多部门一样,每个部门各司其职,网络模型分层的目的也是为了这样,另外分层还能达到降低复杂性、统一标准、工程模块化、快速发展、易于学习掌握等目的。
但是我们也知道,公司的每个部门之间不可能是完全独立的,部门和部门之间肯定是有一定联系的。所以在OSI七层模型中,相邻层之间也都是有联系的,比如,物理层和数据链路层,数据链路层和网络层,网络层和传输层等等,他们之间都是有一定联系的。这个联系就叫做服务接入点,简称SA(service access)。所以正是因为相邻两层之间有SA,这两层之间才会有联系。相邻两层之间必须有服务接入点。
三、OSI 七层网络模型作用
1、物理层
物理层虽然是整个模型的最底层,但是他的作用是非常大的。物理层的作用就是保证双向传输,双向通讯。就好像修路一样,把两个地方之间的路修通,至于上边是跑货车、跑车、自行车等等,就不管了。由于OSI模型是为了制定统一标准的,所以在物理层也有很多统一标准,包括电气特性统一、机械特性统一、功能特性统一、规程特性统一这四个方面。一定要在这四个层面上建立起高度的统一,才能够实现网络在全球范围内互通的目标。
(1)电气特性统一
什么是电气特性统一呢? 所谓电气特性就是定义电气的标准。比如我们的二头插座、三头插座,我们都知道三头插座中其实是连着三根线,分别是地线、火线和零线。地线是接地的,它的作用就是把产生的静电导到地面上,从而保证安全。其他两根线也有各自的作用。所以电气特性统一就是把火线、地线、零线这三种线的标准和功能统一起来。
(2)机械特性统一
世界上插头形状都是二孔或三孔的,即使是欧标、美标形状也都是几乎一样的。我们没有见过五角形、月亮形、菱形的插头。所以世界上各个国家生产的网络电气大小、规格、尺寸等机械特性都是要完全一样的,这就是机械特性统一。
(3)功能特性
例如网线里边其实是有八根线的,每根线颜色不同所代表的功能也不一样,这就是功能特性。
(4)规程特性
例如各个厂商生产的水晶头规格必须完全一样。
所以物理层的作用就是提供了网络的双向通讯,为双向传输提供了有保障的通路。其中定义了四个统一的特性:电气特性、机械特性、功能特性、规程特性。
2、数据链路层
交换机就是工作在二层数据链路层。链路层主要有三个功能。
(2)负责数据帧的转发。数据链路层传输的数据被称为数据帧。
(3)提供错误检测机制。例如通过交换机,两个PC在相互通信,PC1作为发送方,PC2作为接收方,交换机会对发送的数据进行数据检测,如果它发现传输的数据有丢失的情况,它会通知接收方丢失的数据并通知发送方重传数据。
交换机仅有连接内网的功能。比如我们教室里有40个同学,我们有一个48端口的交换机,如果每个同学拿一根网线插在交换机上,那么这40个同学是可以互相通信的,但是没法访问外网。如果要访问外网,就需要用到路由器。
3、网络层
路由器工作在第三层网络层。网络层一共有四个功能
(2)连接不同的媒介类型(内网和外网),使不同的媒介之间可以相互通信。比如我们的路由器一端连接着企业内网,一端连接着外网,此时路由器的功能就是连接内网和外网,使之能够相互通信。所以网络层的第二个作用就是连接不同的媒介类型,内网和外网就是不同的媒介。
(3)根据路由器运行的不同的路由协议选择最佳路径。比如说早上起来从家到公司上班,可以有好多条路可以走,如果是开车的人,可能会选择不堵车的路,如果是坐公交的 人,会选择尽量换乘少的路,所以可以得到一个结论,从同一个源到同一个目的地,根据出行方式不同,可以有不同的所谓的最佳路径。在我们的网络层也是同一个道理,在整个网络层中,一共有6种动态路由协议,每一种路由协议都有自己不同的选路的方式,比如说RIP路由协议,这个协议选路的方式就是哪近走哪,还有的协议是根据最大带宽来选择最佳路径。所以工作在网络层的路由器,就会根据自己身上运行的不同路由协议来选择自己认为的最佳路径。
(4)在选好的最佳路径上负责路由数据包。
4、传输层
网络工程师一般重点关注上述四层,也就是最下4层。
5、会话层
会话层的作用是负责在应用程序之间建立维护并拆除会话连接。
6、表示层
表示层的作用是负责数据加密。其提供了四种常见的加密方式。
(1)对称加密: 加密方与解密方使用相同的密钥
(2)非对称加密:一把私钥、N种公钥
(3)HASH 256加密
(4)光密
7、应用层
给用户和抽象的网络之间提供一个接口,使用户可以通过使用应用程序、app来使用整个的6层网络模型。