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计算机网络体系结构

可能在选择题中考察,需要掌握TCP/IO模型和ISO/OSI模型的不同,并且能够从一个宏观的角度看待网络不同层次之间的联系。

学习思维导图:

# 计算机网络概述

## 基本概念

- 定义、组成和功能
- 分类
- 主要性能指标

## 体系结构

- 分层结构
- 网络协议、接口、服务等概念
- ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型

1 - ISO/OSI和TCP/IP模型

掌握ISO/OSI模型和TCP/IP的每一层功能,以及两个模型的对应关系,可能在选择题中考察。
Application
Application
Presentation
Presentation
Session
Session
Application
Application
Transport
Transport
Transport
Transport
Network
Network
Network
Network
Data Link
Data Link
Physical
Physical
Network
Interface
Network...
Text is not SVG - cannot display

ISO/OSI模型

ISO/ISO模型 也叫做 国际标准化组织/开放系统互联模型

  • 物理层(Physical Layer):负责物理介质传输数据比特流,涵盖了电压、电流、光信号等硬件细节。
  • 数据链路层(Data Link Layer):提供数据包的可靠传输,处理帧的传输和接收,错误检测和纠正。
  • 网络层(Network Layer):负责数据包的路由和寻址,以及数据包的跨越多个网络的传递。最著名的网络协议是IP(Internet Protocol)。
  • 传输层(Transport Layer):提供端到端的数据传输,负责数据的分段和重新组装。最常见的传输协议是TCP(Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)。
  • 会话层(Session Layer):负责建立、管理和终止通信会话,处理会话控制和同步。
  • 表示层(Presentation Layer):处理数据的格式转换、加密解密和压缩解压缩等数据表示问题。
  • 应用层(Application Layer):最高层,包括各种应用程序和网络服务,例如电子邮件、文件传输和远程登录。

TCP/IP 模型

  • 网络接口层(Network Interface Layer):与ISO/OSI的物理层和数据链路层类似,处理物理介质和数据链路的细节。
  • 互联网层(Internet Layer):对应于ISO/OSI的网络层,包括了IP协议,用于路由和数据包交换。
  • 传输层(Transport Layer):与ISO/OSI的传输层相对应,包括了TCP和UDP协议。
  • 应用层(Application Layer):与ISO/OSI的应用层相对应,包括了各种应用程序和协议,如HTTP、FTP、SMTP等。

数据封装层次

应用层的数据通过计算机网络多个层次的封装发送至信道中,封装的过程如上图所示。

这里需要强调一下的是每一层的数据封装名称

首要的是掌握英文的名词表述,相比中文,这些表述更加统一和精准,中文翻译良莠不齐,常常有多种表述方式,但是表述的都是一个概念,能见词闻义即可。

  • 传输层:UDP Datagram(UDP 数据包)、TCP Segment(TCP 数据段,TCP 分段)
  • 网络层:IP Packet(IP 分组,IP 数据包,IP 报文)
  • 数据链路层:Frame(帧)

2 - 网络设备总结

掌握不同网络层次设备的功能,以及能否隔离冲突域和广播域,可能在选择题中考察,也会在大题中作为知识点进行考察。
设备功能描述设备位于哪一层隔离冲突域?隔离广播域?
中继器放大或再生数字信号物理层
集线器多个设备的连接,广播所有传入的数据物理层
网桥连接并分隔局域网的段落,减少冲突数据链路层
交换机连接多个设备,仅向目标设备转发数据数据链路层
路由器连接不同的网络并路由数据网络层

冲突域:在一个局域网段中,如果两台计算机在同一时间发送数据,则可能会发生数据冲突。冲突域是可能发生数据冲突的网络区域。交换机可以隔离冲突域,因为它仅向目标设备转发数据。

广播域:在一个局域网内,广播数据包会被所有设备接收。广播域是所有设备都会接收广播包的网络区域。路由器可以隔离广播域,因为它不会转发广播数据包。

3 - 各层协议总结

了解各层所包含的网络协议,以及应用层协议使用的端口号、是依赖UDP还是TCP。

应用层协议

协议端口号依赖协议
HTTP80 (HTTP), 443 (HTTPS)TCP
FTP20 (数据传输), 21 (控制)TCP
SMTP25TCP
POP3110, 995 (安全版)TCP
DNS53主要UDP, 部分TCP
DHCP67 (服务器端), 68 (客户端)UDP

传输层

TCP, UDP

网络层

IP, ICMP

数据链路层

ARP, PPP, HDLC