OSI七层模型和TCP/IP四层模型

发布时间:2016-12-11 4:36:14 编辑:www.fx114.net 分享查询网我要评论
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OSI七层模型从底层到高层依次是:物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层。这些层次分为低三层和高四层,底层为高层提供服务。 各层详解:    1.物理层:        传输单元:比特流bit,110110110…….        工作设备:光纤、双绞线、中继器和集线器        常见概念:RJ-45(就是那个网线接口)、IEEE802.2(网卡)        功能描述:建立和取消物理连接,传输bit流。    2.数据链路层:        传输单元:数据帧frame,数据帧里有帧头和帧体,帧头包含收发双方的mac地址等,帧体主要就是一个数据包(IP包),也就是从网络层拿到的包。一般一个数据帧含有一个数据包(IP包),在有拆分的情况下可能含有多个包。         一些设备:网桥、二层交换机        常见概念:ARP(地址解析协议,负责将IP解析到MAC上)、MAC(物理地址)        功能描述:将bit流封装成帧frame;物理寻址;链路的建立分离取消;同时可以控制流量;通过复杂的数据校验算法和数据重发机制,在不可靠的物理介质上提供可靠传输。     3.网络层  :        传输单元:数据包packet,也叫IP包,数据包里有包头和包体,包头含收发双方IP地址等,包体含TCP(传输控制协议)、UDP(用户数据协议)、进程信息、端口号和实体数据,这些都是从传输层传过来的。         一些设备:路由器、三层交换机        常见概念:IP(协议)        功能描述:数据包与数据帧的转换;路由选择;流量控制。     4.传输层:          传输单元:TCP方式叫数据段Segment,UDP方式叫数据报Datagram。网络层的一个IP包可能含有一个或者多个TCP或者UDP。          一些设备:四层交换机(可以配置端口映射的那种)          常见概念:TCP(协议)、UDP(协议)、端口          功能描述:端到端的通信,根据网络层提供的服务质量,创建单个或者多个连接。             5.会话层:          传输单元:报文          一些设备:暂无          常见概念:QOS          功能描述:访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。使通信会话在通信失效时从校验点继续恢复通信。        6.表示层:          传输单元:报文          一些设备:暂无          常见概念:暂无          功能秒速:这一层主要解决用户信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法,转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩, 加密和解密等工作都由表示层负责。      7.应用层:          传输单元:报文          一些设备:暂无          常见概念:Telnet、FTP、HTTP、SMTP、DNS          功能描述:应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。 七层模型图: TCP/IP四层模型和OSI七层模型对照表: TCP/IP各层的功能: 1.网络接口 网络接口把数据链路层和物理层放在一起,对应TCP/IP概念模型的网络接口。对应的网络协议主要是:Ethernet、FDDI和能传输IP数据包的任何协议。 2.网际层 网络层对应Linux TCP/IP概念模型的网际层,网络层协议管理离散的计算机间的数据传输,如IP协议为用户和远程计算机提供了信息包的传输方法,确保信息包能正确地到达目的机器。这一过程中,IP和其他网络层的协议共同用于数据传输,如果没有使用一些监视系统进程的工具,用户是看不到在系统里的IP的。网络嗅探器Sniffers是能看到这些过程的一个装置(它可以是软件,也可以是硬件),它能读取通过网络发送的每一个包,即能读取发生在网络层协议的任何活动,因此网络嗅探器Sniffers会对安全造成威胁。重要的网络层协议包括ARP(地址解析协议)、ICMP(Internet控制消息协议)和IP协议(网际协议)等。 3.传输层 传输层对应Linux TCP/IP概念模型的传输层。传输层提供应用程序间的通信。其功能包括:格式化信息流;提供可靠传输。为实现后者,传输层协议规定接收端必须发回确认信息,如果分组丢失,必须重新发送。传输层包括TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)和UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议),它们是传输层中最主要的协议。TCP建立在IP之上,定义了网络上程序到程序的数据传输格式和规则,提供了IP数据包的传输确认、丢失数据包的重新请求、将收到的数据包按照它们的发送次序重新装配的机制。TCP 协议是面向连接的协议,类似于打电话,在开始传输数据之前,必须先建立明确的连接。UDP也建立在IP之上,但它是一种无连接协议,两台计算机之间的传输类似于传递邮件:消息从一台计算机发送到另一台计算机,两者之间没有明确的连接。UDP不保证数据的传输,也不提供重新排列次序或重新请求的功能,所以说它是不可靠的。虽然UDP的不可靠性限制了它的应用场合,但它比TCP具有更好的传输效率。 4.应用层 应用层、表示层和会话层对应Linux TCP/IP概念模型中的应用层。应用层位于协议栈的顶端,它的主要任务是应用。一般是可见的,如利用FTP(文件传输协议)传输一个文件,请求一个和目标计算机的连接,在传输文件的过程中,用户和远程计算机交换的一部分是能看到的。常见的应用层协议有:HTTP,FTP,Telnet,SMTP和Gopher等。应用层是Linux网络设定最关键的一层。Linux服务器的配置文档主要针对应用层中的协议。 图解: TCP协议三次握手过程分析(四个重要的字段:SYN、ACK、seq number(顺序号码)和Ack Number(确认号码) TCP(Transmission Control Protocol) 传输控制协议 TCP是主机对主机层的传输控制协议,提供可靠的连接服务,采用三次握手确认建立一个连接: 位码即tcp标志位,有6种标示:SYN(synchronous建立联机) ACK(acknowledgement 确认) PSH(push传送) FIN(finish结束) RST(reset重置) URG(urgent紧急) Sequence number(顺序号码) Acknowledge number(确认号码) 第一次握手:主机A发送位码为syn=1,随机产生seq number=1234567的数据包到服务器,主机B由SYN=1知道,A要求建立联机; 第二次握手:主机B收到请求后要确认联机信息,向A发送ack number=(主机A的seq+1),syn=1,ack=1,随机产生seq=7654321的包 第三次握手:主机A收到后检查ack number是否正确,即第一次发送的seq number+1,以及位码ack是否为1,若正确,主机A会再发送ack number=(主机B的seq+1),ack=1,主机B收到后确认seq值与ack=1则连接建立成功。 完成三次握手,主机A与主机B开始传送数据。 在TCP/IP协议中,TCP协议提供可靠的连接服务,采用三次握手建立一个连接。 第一次握手:建立连接时,客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认; 第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态; 第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手。 完成三次握手,客户端与服务器开始传送数据. 实例: IP 192.168.1.116.3337 > 192.168.1.123.7788: S 3626544836:3626544836 IP 192.168.1.123.7788 > 192.168.1.116.3337: S 1739326486:1739326486 ack 3626544837 IP 192.168.1.116.3337 > 192.168.1.123.7788: ack 1739326487,ack 1 第一次握手:192.168.1.116发送位码syn=1,随机产生seq number=3626544836的数据包到192.168.1.123,192.168.1.123由SYN=1知道192.168.1.116要求建立联机; 第二次握手:192.168.1.123收到请求后要确认联机信息,向192.168.1.116发送ack number=3626544837,syn=1,ack=1,随机产生seq=1739326486的包; 第三次握手:192.168.1.116收到后检查ack number是否正确,即第一次发送的seq number+1,以及位码ack是否为1,若正确,192.168.1.116会再发送ack number=1739326487,ack=1,192.168.1.123收到后确认seq=seq+1,ack=1则连接建立成功。   图解: 一个三次握手的过程(图1,图2) (图1) (图2)   第一次握手的标志位(图3) 我们可以看到标志位里面只有个同步位,也就是在做请求(SYN)    (图3) 第二次握手的标志位(图4) 我们可以看到标志位里面有个确认位和同步位,也就是在做应答(SYN + ACK)   (图4) 第三次握手的标志位(图5) 我们可以看到标志位里面只有个确认位,也就是再做再次确认(ACK)     (图5) 一个完整的三次握手也就是 请求---应答---再次确认 1、TCP建立连接的三次握手过程     TCP会话通过三次握手来初始化。三次握手的目标是使数据段的发送和接收同步。同时也向其他主机表明其一次可接收的数据量(窗口大小),并建立逻辑连接。这三次握手的过程可以简述如下:     ●源主机发送一个同步标志位(SYN)置1的TCP数据段。此段中同时标明初始序号(Initial Sequence Number,ISN)。ISN是一个随时间变化的随机值。     ●目标主机发回确认数据段,此段中的同步标志位(SYN)同样被置1,且确认标志位(ACK)也置1,同时在确认序号字段表明目标主机期待收到源主机下一个数据段的序号(即表明前一个数据段已收到并且没有错误)。此外,此段中还包含目标主机的段初始序号。     ●源主机再回送一个数据段,同样带有递增的发送序号和确认序号。     至此为止,TCP会话的三次握手完成。接下来,源主机和目标主机可以互相收发数据。整个过程可用图2-8表示。

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