网络模型
1. OSI七层模型
OSI（Open Systems Interconnection，开放系统互连）模型是由ISO（International Organization for Standardization，国际标准化组织）制定的一个标准模型，用于描述网络通信的各个层次。OSI模型将网络通信分为七层，每一层都有特定的功能和作用。
1. 物理层（Physical Layer）
- 功能：负责比特流的传输，定义物理设备标准，如电缆、插头、接收器等。
- 设备：网线、光纤、电缆、集线器、调制解调器。
- 协议：不涉及特定协议，而是涉及物理媒体标准，如RS-232。
2. 数据链路层（Data Link Layer）
- 功能：提供节点到节点的数据传输，负责组帧、MAC地址的寻址和差错检测。
- 设备：交换机、网桥。
- 协议：以太网（Ethernet）、PPP（Point-to-Point Protocol）、HDLC（High-Level Data Link Control）。
3. 网络层（Network Layer）
- 功能：负责数据包的路由选择和转发，提供逻辑地址（如IP地址）。
- 设备：路由器。
- 协议：IP（Internet Protocol）、ICMP（Internet Control Message Protocol）、IGMP（Internet Group Management Protocol）。
4. 传输层（Transport Layer）
- 功能：提供端到端的可靠传输，负责流量控制、错误校验和数据分段重组。
- 协议：TCP（Transmission Control Protocol）、UDP（User Datagram Protocol）。
5. 会话层（Session Layer）
- 功能：管理会话或连接，负责建立、维护和终止会话。
- 协议：NetBIOS（Network Basic Input/Output System）、RPC（Remote Procedure Call）。
6. 表示层（Presentation Layer）
- 功能：处理数据格式的转换、加密和解密、数据压缩。
- 协议：JPEG、MPEG、SSL（Secure Sockets Layer）。
7. 应用层（Application Layer）
- 功能：直接为用户和应用程序提供服务，负责网络应用程序的接口和协议。
- 协议：HTTP（HyperText Transfer Protocol）、FTP（File Transfer Protocol）、SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）、DNS（Domain Name System）。
2. TCP/IP模型
TCP/IP模型是实际应用中广泛采用的网络模型，简化了OSI模型，将网络通信分为四层：网络接口层、互联网层、传输层和应用层。每一层都有特定的功能和协议。
1. 网络接口层（Network Interface Layer）
- 功能：负责物理设备上的数据传输，包括网卡、交换机等。
- 设备：网线、交换机、网桥。
- 协议：以太网（Ethernet）、ARP（Address Resolution Protocol）、PPP（Point-to-Point Protocol）。
2. 互联网层（Internet Layer）
- 功能：负责主机间的数据传输和路由选择，提供逻辑地址（如IP地址）。
- 设备：路由器。
- 协议：IP（Internet Protocol）、ICMP（Internet Control Message Protocol）、ARP（Address Resolution Protocol）、RARP（Reverse Address Resolution Protocol）。
3. 传输层（Transport Layer）
- 功能：提供端到端的可靠传输，负责流量控制、错误校验和数据分段重组。
- 协议：TCP（Transmission Control Protocol）、UDP（User Datagram Protocol）。
4. 应用层（Application Layer）
- 功能：直接为用户和应用程序提供服务，负责网络应用程序的接口和协议。
- 协议：HTTP（HyperText Transfer Protocol）、FTP（File Transfer Protocol）、SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）、DNS（Domain Name System）、Telnet、SSH（Secure Shell）。
总结
OSI七层模型
- 物理层：比特流传输，物理设备标准。
- 数据链路层：节点到节点的数据传输，MAC地址寻址。
- 网络层：数据包路由选择和转发，逻辑地址（IP地址）。
- 传输层：端到端的可靠传输，流量控制和错误校验。
- 会话层：管理会话或连接。
- 表示层：数据格式转换、加密解密、数据压缩。
- 应用层：为用户和应用程序提供服务。
TCP/IP模型
- 网络接口层：物理设备上的数据传输。
- 互联网层：主机间的数据传输和路由选择。
- 传输层：端到端的可靠传输。
- 应用层：为用户和应用程序提供服务。
理解这两个模型及其各层的功能和协议，是掌握网络通信的基础。它们帮助我们分清网络通信的不同层次，明确每一层的职责，便于排查网络问题和设计网络应用。
3. TCP / IP 模型补充
TCP/IP模型细节
1. 网络接口层（Network Interface Layer）
功能
- 负责物理设备上的数据传输。
- 处理比特流的传输，包括物理连接的建立、维护和断开。
细节
- 链路层协议：以太网（Ethernet）、Wi-Fi、PPP等协议在这一层运行。
- MAC地址：每个网络接口都有一个唯一的物理地址（MAC地址），用于局域网内设备的标识和通信。
- 帧封装：这一层将数据封装成帧进行传输，帧包括目的地址、源地址和数据校验等信息。
2. 互联网层（Internet Layer）
功能
- 负责主机间的数据传输和路由选择。
- 提供逻辑地址（IP地址），用于标识网络上的设备。
细节
- IP协议：
- IPv4：使用32位地址，表示形式如192.168.1.1。
- IPv6：使用128位地址，表示形式如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
- 路由选择：互联网层负责选择数据包的传输路径，路由器在这一层工作。
- 子网划分：通过子网掩码将IP地址空间划分成多个子网，提高网络管理的灵活性。
- 协议：
- ICMP（Internet Control Message Protocol）：用于发送控制消息，如ping和traceroute工具。
- ARP（Address Resolution Protocol）：用于将IP地址解析为MAC地址。
- RARP（Reverse Address Resolution Protocol）：用于将MAC地址解析为IP地址。
3. 传输层（Transport Layer）
功能
- 提供端到端的可靠传输，确保数据完整到达目的地。
- 负责流量控制、错误校验和数据分段重组。
细节
- TCP协议：
- 连接管理：TCP是面向连接的协议，通过三次握手建立连接，通过四次挥手断开连接。
- 可靠传输：TCP提供可靠的传输，确保数据包按序到达，并通过确认机制检测和重传丢失的数据包。
- 流量控制：TCP通过窗口机制实现流量控制，防止网络拥塞。
- UDP协议：
- 无连接：UDP是无连接的协议，数据包独立传输，不保证顺序和可靠性。
- 低延迟：UDP传输速度快，适用于对实时性要求高的应用，如视频流和在线游戏。
4. 应用层（Application Layer）
功能
- 直接为用户和应用程序提供服务，负责网络应用程序的接口和协议。
细节
- HTTP/HTTPS：用于Web数据传输，HTTPS通过SSL/TLS协议提供安全性。
- FTP：用于文件传输，支持文件上传和下载。
- SMTP：用于电子邮件的发送，配合POP3和IMAP用于接收邮件。
- DNS：将域名解析为IP地址，支持互联网的名称解析。
- Telnet和SSH：用于远程登录和命令执行，SSH提供安全的加密通信。
额外注意事项
- 端口号：传输层使用端口号来标识应用程序和服务，常见的有HTTP的80端口、HTTPS的443端口、FTP的21端口等。
- 防火墙：在互联网层和传输层之间，防火墙可以过滤和控制进出网络的数据包，提供网络安全。
- NAT（Network Address Translation）：用于将私有IP地址转换为公共IP地址，通常用于路由器以允许多个设备共享一个公共IP地址。
理解这些细节有助于更全面地掌握TCP/IP模型的各层功能及其在实际网络通信中的应用。