网络知识总结一：计算机网络及其OSI模型

本系列文章建议有基本的网络知识的人看，因为文章很多基础都是不会讲的。比如什么叫网络，网络的拓扑结构有哪几种之类的，常见的网络设备，OSI模型和TCP/IP模型详细介绍等。本系列文章主要以网络高级知识为主，深入探讨各种网络协议，网络设备的使用以及大型网络拓扑的构建。最后，我会结合我自己的小小的组网经验，谈一下我们身边的设备的使用方式，比如常见的华硕路由器的配置和使用，家用nas设备的组建等等。

好吧，虽然说了不说基础，但是还是有一些基础是需要留意一下的。所以这一次我们就先介绍下OSI7层模型以及每层模型的含义。

一、概览

二、七层模型

1、物理层

（1）概念：是计算机网络OSI模型中最低的一层。物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，而提供具有机械的，电子的，功能的和规范的特性。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。局域网与广域网皆属第1、2层。

（2）协议物理层支持的协议有：OSI采纳了各种现成的协议，其中有RS-232、RS-449、X.21、V.35、ISDN、以及FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4、和IEEE802.5等802系列部分无线网协议等协议。

（3）设备：双绞线（3,5，超5,6,7类线），同轴电缆，光纤，无线传输（电磁，无线电，微波，红外线，激光灯）、集线器、中继器

（4）数据单元：比特（bit）

（5）总结：简单来说，物理层规定了数据如何在线路上传输，不仅仅是线路的创建，传输材质的选择，还包含了确保传输稳定的协议。从信息封装和隐藏的角度去思考，物理层能够确保信息传输与设备无关，只要协议正确，你用什么样的传输线路都是可以的。

（6）其他在连接设备的时候，我们经常看到我们的链接线上表示着DTE和DCE两个标志，那么分别是什么含义呢？

DTE（Data Terminal Equipment），是数据终端设备，具有一定的数据处理能力和发送、接受数据能力的设备。

DCE（Data Circuit-terminating Equipment），是数据电路端设备，他在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码的功能，并且负责建立、保持和释放数据链路的链接。

一般而言，现在的连接线DTE和DCE接口是一样的，而且设备（路由器）也允许互插，只不过标记DCE的头部链接的设备要设置一些同步时间的东东，这样两个设备才能同步工作。

2、链路层

（1）概念：数据链路层的最基本的功能是向该层用户提供透明的和可靠的数据传送基本服务。透明性是指该层上传输的数据的内容、格式及编码没有限制，也没有必要解释信息结构的意义；可靠的 传输使用户免去对丢失信息、干扰信息及顺序不正确等的担心。在物理层中这些情况都可能发生，在数据链路层中必须用纠错码来检错与纠错。数据链路层是对物理层传输原始比特流的功能的加强，将物理层提供的可能出错的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路，使之对网络层表现为一无差错的线路。

（2）协议：链路层支持的协议有：PPP，HDLC，ATM，VLAN，ARQ（自动重传请求协议），CSMA/CD（载波监听多点介入/碰撞检测协议），LCP（链路控制协议，是网络控制协议），ATM（异步传递方式），无线网的802系列协议的一部分

（3）设备：交换机、网桥、网卡等

（4）数据单元：帧（frame）

（5）总结：链路层的主要作用--透明传输、差错校验、流量控制、链路管理、MAC寻址、帧同步。

（6）其他：链路层一般包含两个子层：LLC和MAC层。这两个子层的作用稍后细讲。

3、网络层

（1）概念：网络层是OSI参考模型中的第三层，介于传输层和数据链路层之间，它在数据链路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送功能上，进一步管理网络中的数据通信，将数据设法从源端经过若干个中间节点传送到目的端，从而向运输层提供最基本的端到端的数据传送服务。主要内容有：虚电路分组交换和数据报分组交换、路由选择算法、阻塞控制方法、X.25协议、综合业务数据网（ISDN）、异步传输模式（ATM）及网际互连原理与实现。

（2）协议：IP协议，ARP（地址解析协议）、RARP（逆地址解析协议），SNMP（简单网络管理协议），，DHCP（动态主机配置协议），ICMP（Internet 控制报文协议），IGMP（Internet 组管理协议），RIP（路由信息协议），OSPF（开放式最短路径优先协议），BGP4（边界网关协议），IS-IS（中间系统到中间系统的路由选择协议），IPsec（Internet 协议安全性）

（3）设备：路由器、防火墙，多层交换机（也叫三层交换机，带网络层的交换机）

（4）数据单元：数据包（packet）

（5）总结：网络层和传输层是计算机网络的重点和难点。网络层相关的知识有很多，除了基础IP协议，还包括ARP协议，RARP协议，以及常见的路由协议都需要掌握。

4、传输层

（1）概念：传输层（Transport Layer）是ISO OSI协议的第四层协议，实现端到端的数据传输。该层是两台计算机经过网络进行数据通信时，第一个端到端的层次，具有缓冲作用。当网络层服务质量不能满足要求时，它将服务加以提高，以满足高层的要求；当网络层服务质量较好时，它只用很少的工作。传输层还可进行复用，即在一个网络连接上创建多个逻辑连接。

传输层在终端用户之间提供透明的数据传输，向上层提供可靠的数据传输服务。传输层在给定的链路上通过流量控、分段/重组和差错控制。一些协议是面向链接的。这就意味着传输层能保持对分段的跟踪，并且重传那些失败的分段。

（2）协议：TCP（传输控制协议），UDP（数据报拥塞控制协议），SCTP（流控制传输协议），RTP（实时传送协议），RSVP（资源预留协议），PPTP（点对点隧道协议）

（3）设备：

（4）数据单元：数据段（Segment）

（5）总结：传输层的重点是TCP协议和UDP协议的掌握，PPTP最常用的实在VPN中，这个也可以适当了解。

5、应用层（会话层、表示层、应用层三层总称）

协议：

NTP   （Network Time Protocol ）网络校时协议。 

GTP 通用数据传输平台

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)动态主机分配协议，使用 UDP 协议工作，主要有两个用途：给内部网络或网络服务供应商自动分配 IP 地址，给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。实 现即插即用连网。 

BOOTP (BOOTstrapProtocol) 引导程序协议/ 自举协议，使用UDP 来使 一个无盘工作站自动获取配置信息。静态的配置协议  DNS    （Domain Name System ）域名解析<端口号53> 

FTP   （File Transfer Protocol ）文件传输协议<端口号21>减少或消除不同操作系统下处理文件的不兼容性。 

Gopher   （The Internet Gopher Protocol ）网际Gopher 协议 

HTTP    （Hypertext Transfer Protocol ）超文本传输协议 <端口号 80>， 面向事务的应用层协议。 

IMAP4 (Internet Message Access Protocol 4) Internet 信息访问协议的第 4 版本 

IRC   （Internet Relay Chat ）网络聊天协议 

NNTP    （Network News Transport Protocol ）网络新闻传输协议 

XMPP 可扩展消息处理现场协议 

POP3 (Post Office Protocol 3) 即邮局协议的第3 个版本，用于接受邮件。 

SIP()信令控制协议 

SMTP （Simple Mail Transfer Protocol ）简单邮件传输协议 <端口号25> 用于发送邮件。 

SNMP (Simple Network Management Protocol),简单网络管理协议 

SSH   （Secure Shell ）安全外壳协议 

TELNET     远程登录协议 <端口号23> 

RPC   （Remote Procedure Call Protocol ）（RFC- 1831）远程过程调用协 议 

RTCP    （RTP Control Protocol ）RTP   控制协议 

RTSP   （Real Time Streaming Protocol ）实时流传输协议 

TLS   （Transport Layer Security Protocol ）安全传输层协议 

SDP( Session Description Protocol ）会话描述协议 

SOAP   （Simple Object Access Protocol ）简单对象访问协议 

STUN   （Simple Traversal of UDP over NATs ，NAT      的UDP 简单穿越） 是一种网络协议