网络分层基础物理层

网络分层基础目录CONTENTS网络概述OSI参考模型TCP/IP协议栈数据封装与解封装1234PART

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01网络概述计算机网络的功能数据传输Data客户端服务器计算机网络的功能数据通信Data客户端服务器什么是协议什么是协议？为了使数据可以在网络上从源传递到目的地，网络上所有设备需要“讲”相同的“语言”描述网络通信中“语言”规范的一组规则就是协议例如：两个人交谈，必须使用相同的语言，如果你说汉语，他说阿拉伯语……@#&$％……协议分层网络通信的过程很复杂数据以电子信号的形式穿越介质到达正确的计算机，然后转换成最初的形式，以便接收者能够阅读为了降低网络设计的复杂性，将协议进行了分层设计协议分层分层设计的意义用户服务层的模块设计可相对独立于具体的通信线路和通信硬件接口的差别而通信服务层的模块设计又可相对独立于具体用户应用要求的不同例如：文件传输服务模块的设计，不必关心底层通信线路是光纤还是双绞线PART

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02OSI参考模型OSI产生背景计算机网络市场刚刚兴起的时候，许多计算机生产厂商都积极推出自己公司独创的网络体系架构，像IBM等，生产厂商之间的设备不兼容，导致网络扩展困难。因此国际标准化组织（ISO)于1977年设立了专门的机构研究解决上述问题，并于不久后提出了一个是各种计算机都能够互联的标准框架——开放式系统互连参考模型（OSI），简称OSI参考模型。OSI参考模型简介OSI模型将数据通讯过程分割为7个层次，每个层次都负责各自的功能，并设计了对应的协议实现这些功能，各个层次之间有标准化的接口。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层1234567协议数据单元（PDU）应用层传输层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层SegementPacketFrameBitData通信双方相同协议之间交换协议报文应用层传输层网络层数据链路层物理层OSI参考模型各层次的功能应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层1234567网络应用为用户提供文件传输、信息处理等服务应用层包含的协议最多，也最复杂OSI参考模型各层次的功能应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层数据表示确保应用接收到的数据可读数据压缩和解压、加密和解密提供应用程序间通信1234567OSI参考模型各层次的功能应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层会话建立维护管理在不同的进程间建立管理维持会话，并能使会话获得同步数据表示、加密、解密提供应用程序间通信1234567OSI参考模型各层次的功能应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层建立主机端到端连接确保数据传输的可靠性容错机制和流量控制会话建立维护管理数据表示、加密、解密提供应用程序间通信1234567OSI参考模型各层次的功能应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层寻址和路由路由数据包，提供逻辑寻址建立主机端到端连接会话建立维护管理数据表示、加密、解密提供应用程序间通信1234567OSI参考模型各层次的功能应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层介质访问、链路管理为了防止数据传输过程中产生误码，在帧尾部加上校验信息寻址和路由建立主机端到端连接会话建立维护管理数据表示、加密、解密提供应用程序间通信1234567OSI参考模型各层次的功能应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层介质访问、链路管理等寻址和路由建立主机端到端连接会话建立维护管理数据表示、加密、解密提供应用程序间通信二进制传输主要功能是完成相邻节点之间原始比特流的传输，它关心的是如何用物理信号表示0和1定义了电气、机械、形状针脚等物理特性。1234567PART

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03TCP/IP协议栈TCP/IP协议栈简介应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层TCP/IP协议栈OSI参考模型应用层传输层网络层网络接入层TCP/IP协议栈应用层传输层网络层网络接口层IPICMPRARPARPUDPTCP各种应用程序层FTP……DNSTFTP由网络接口层定义的协议Ethernet,,Wireless

........OSPF……应用层为应用程序提供网络服务网络应用微博、微信、QQ、迅雷……邮件服务（SMTP、POP3）Outlook、新浪邮箱……网页服务（http、https）百度、搜狐、网易远程登录Telnet、ssh地址服务DNS、DHCP应用层传输层网络层网络接入层传输层提供端到端的传输服务基于TCP的协议，可靠传输、有重传机制FTP、SMTP、Telnet、HTTP基于UDP的协议，不可靠传输、效率高TFTP、DHCP应用层传输层网络层网络接入层TCP/UDP常见协议端口号协议端口号协议端口号Telnet23HTTP80SSH22HTTPS443UDP端口号协议端口号协议端口号DHCP67，68DNS53TFTP69NTP123TCP端口号网络层提供主机到主机的传输服务IP提供主机到主机的传输服务ICMP

辅助IP工作，提供出错和控制信息ARP解析IP与MAC的映射应用层传输层网络层网络接入层网络接入层局域网IEEE802.3以太网标准广域网PPP定义线缆标准、传输速率、传输距离等参数物理层介质双绞线、光纤、无线等应用层传输层网络层网络接入层PART

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04数据封装与解封装数据的封装过程IP包头Hello物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层比特帧报文段PDUHelloTCP/UDP头HelloIP包头LLC子层TCP/UDP头HelloIP包头LLC子层MAC子层TCP/UDP头HelloTCP/UDP头有效数据MAC子层LLC子层FCS数据的解封装过程IP包头Hello物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层比特帧报文段PDUHelloTCP/UDP头HelloIP包头LLC子层MAC子层TCP/UDP头HelloIP包头LLC子层MAC子层FCSTCP/UDP头HelloTCP/UDP头有效数据LLC子层模拟问题1PC1PC2客户端WEB服务器固定IP：掩码：固定IP：掩码：网线问题现象：PC1无法访问PC2的网页模拟问题1-检查物理层网线模拟检查结果：网线不通问题原因：网线问题解决问题：换一根成品网线模拟问题2PC1PC2客户端WEB服务器固定IP：掩码：MAC地址：MAC1固定IP：掩码：MAC地址：MAC2成品网线问题现象：PC1无法访问PC2的网页模拟问题2-检查数据链路层ARP表PC1PC2客户端WEB服务器IP：掩码：MAC地址：MAC1IP：掩码：MAC地址：MAC2成品网线PC1ARP表IP地址MAC地址无PC2ARP表IP地址MAC地址MAC1模拟检查结果：ARP不通模拟问题2-检查数据链路层ARP表问题原因：PC1ARP表无PC2的MAC地址信息解决问题：给PC1的ARP表手动添加PC2的MAC地址信息模拟问题3PC1PC2客户端WEB服务器固定IP：掩码：MAC地址：MAC1固定IP：掩码：MAC地址：MAC2成品网线问题现象：PC1无法访问PC2的网页PC1ARP表IP地址MAC地址MAC2PC2ARP表IP地址MAC地址MAC1模拟问题3-检查网络层通信PC1PC2客户端WEB服务器IP：掩码：MAC地址：MAC1IP：掩码：MAC地址：MAC2成品网线PC1pingPC2结果不通模拟检查结果：pingPC2网络不通PC2pingPC1结果通模拟问题3-检查网络层通信问题原因：PC2的防火墙打开了解决问题：关闭PC2的防火墙模拟问题4PC1PC2客户端WEB服务器固定IP：掩码：MAC地址：MAC1固定IP：掩码：MAC地址：MAC2成品网线问题现象：PC1无法访问PC2的网页PC1ARP表IP地址MAC地址MAC2PC2ARP表IP地址MAC地址MAC1PC1pingPC2结果通PC2pingPC1结果通模拟问题4-检查传输层端口PC1PC2客户端WEB服务器IP：掩码：MAC地址：MAC1IP：掩码：MAC地址：MAC2成品网线PC1检查PC2TCP端口结果443不通结果80通模拟检查结果：PC2443端口不通，80端口通，提供http服务模拟问题4-检查传输层端口问题原因：PC2提供http服务，不能通过https访问解决问题：通过http进行访问模拟问题5PC1PC2客户端http服务器固定IP：掩码：MAC地址：MAC1固定IP：掩码：MAC地址：MAC2成品网线问题现象：PC1无法访问PC2的网页PC1ARP表IP地址MAC地址MAC2PC2ARP表IP地址MAC地址MAC1PC1pingPC2结果通PC2pingPC1结果通模拟问题5-检查应用层URLPC1PC2客户端http服务器IP：掩码：MAC地址：MAC1IP：掩码：MAC地址：MAC2成品网线模拟检查结果：PC1的URL文件名错误模拟问题5-检查应用层URL问题原因：PC1浏览器有缓存解决问题：清除PC1浏览器缓存模拟问题5-问题解决PC1PC2客户端http服务器固定IP：掩码：MAC地址：MAC1固定IP：掩码：MAC地址：MAC2成品网线问题解决：