OSI 參考模型

應用層----對應用程序提供接口

表示層----進行數據格式的轉換，以確保一個系統生成的應用層數據能夠被另外一個系統的應用層所識別和理解

會話層----在通信雙方之間建立、管理和終止會話

傳輸層----建立、維護和取消一次端到端的數據傳輸過程。控制傳輸節奏的快慢，調整數據的排序等等

網絡層----定義邏輯地址；實現數據從源到目的地的轉發 --Packet（包）

數據鏈路層----將分組數據封裝成幀；在數據鏈路上實現數據的點到點、或點到多點方式的直接通信；差錯檢測 --Frame（幀）

物理層----在媒介上傳輸比特流；提供機械的和電氣的規約 --bit（比特位）

TCP/IP參考模型

因為OSI協議棧比較復雜，且TCP和IP兩大協議在業界被廣泛使用，所以TCP/IP參考模型成為了互聯網的主流參考模型。

【重點知識點】：

交換機可以識別mac地址，是二層設備（數據鏈路層）。交換機主要工作在OSI模型的數據鏈路層，通過學習和轉發MAC地址來實現局域網內部數據包的轉發。

路由器可以識別IP地址，是三層設備（網絡層）。路由器主要工作在OSI模型的網絡層，根據IP地址來進行數據包的轉發，實現不同網絡之間的通信。

主機上可以運行應用程序，是五層設備（應用層）。主機作為端系統，通過應用層協議與其他主機通信，進行各種網絡應用程序的交互。

防火墻通常被認為是一個多層設備，可以同時操作在不同的OSI模型層級上，具體取決于其功能和實現方式。

網絡層防火墻（三層）： 有些防火墻以路由器為基礎，工作在網絡層（第三層），通過檢查和過濾IP數據包來控制流量。這種防火墻通常被稱為“網絡層防火墻”或“三層防火墻”。

應用層防火墻（七層）： 另一些防火墻則工作在應用層（第七層），能夠深入分析應用層協議數據，如HTTP、FTP等，從而實現更復雜的安全策略。這種防火墻通常被稱為“應用層防火墻”。

TCP/IP協議

TCP/IP協議棧定義了一系列的標準協議。

【重點知識點】：

應用層協議

應用層是 OSI 參考模型的最高層，它定義了用戶和應用程序之間的接口。在應用層，通信的兩個實體使用應用層協議來交換數據。以下是常見的一些應用層協議和它們的作用：

HTTP：超文本傳輸協議，用于在Web瀏覽器和Web服務器之間傳輸HTML、CSS、JavaScript等Web頁面和文件。

FTP：文件傳輸協議，用于在客戶端和服務器之間傳輸文件。支持上傳、下載和目錄操作等功能。

SMTP：簡單郵件傳輸協議，用于在電子郵件客戶端和郵件服務器之間傳輸郵件。

DNS：域名系統，用于將域名轉換為IP地址。當您輸入一個網址時，Web瀏覽器會使用DNS協議查找該網址對應的IP地址。

SNMP：簡單網絡管理協議，用于網絡設備的監控和管理。SNMP可以查詢設備的狀態信息，如CPU使用率、內存使用情況等。

SSH：安全外殼協議，用于在網絡中提供加密的終端連接。SSH可用于安全登錄服務器或執行遠程命令。

Telnet：遠程終端協議，用于在網絡上遠程登錄到服務器或網絡設備進行管理和命令行操作。

DHCP：動態主機配置協議，是一種應用層協議，主要用于在局域網中自動分配 IP 地址和其他網絡配置信息給客戶端設備。

TFTP：是一個簡單的文件傳輸協議，屬于應用層協議。與 FTP 不同，TFTP 是一種基于UDP的輕量級文件傳輸協議，通常用于在局域網內傳輸小文件，如配置文件、固件等。

傳輸層協議

TCP：提供可靠的、面向連接的數據傳輸服務，確保數據按順序到達，并能夠進行重傳和流量控制。

UDP：提供無連接的數據傳輸服務，不保證數據的可靠性和順序性，適用于實時性要求高、對數據傳輸延遲要求較低的應用場景。

網絡層協議

IP： IP 協議是互聯網上最為重要的協議之一，負責將數據分組（稱為 IP 數據報）從源主機發送到目標主機。它提供了一種統一的、無連接的數據傳輸服務，同時還負責進行尋址和路由選擇。

ICMP： ICMP 主要用于在 IP 網絡中進行錯誤報告、診斷和管理。它可以發送各種類型的控制消息，如錯誤報告、網絡可達性檢測等，以便對網絡進行監測和故障診斷。

IGMP： IGMP 是在 IP 網絡中用于組播（Multicast）的協議。它允許主機加入或離開一個多播組，并通知網絡中的路由器有關組播組的信息，以便實現組播數據的傳輸。

數據鏈路層協議

PPOE：是一種在以太網上運行的點對點協議。它將 PPP 協議封裝在以太網幀中，用于在 ISP 和用戶之間建立點對點連接，通常用于撥號上網、寬帶接入等場景。

PPPoE 協議主要分為兩個部分：PPP 部分和以太網部分。PPP 部分負責在連接的兩端進行身份驗證、鏈路控制、數據壓縮等操作，而以太網部分則負責在物理層傳輸 PPP 數據包。

Ethernet：以太網是一種常見的局域網技術，它定義了數據幀的格式、訪問控制規則等，用于在局域網中進行數據傳輸。

PPP：PPP 協議通常用于在兩個節點之間建立點對點連接，它定義了在點對點連接上進行數據幀封裝、鏈路控制等功能。

常見協議標準化組織

互聯網工程任務組（IETF）： IETF 是一個開放的國際社區，負責制定互聯網相關的技術標準和協議，如 TCP/IP 協議族、HTTP 協議等。

電氣和電子工程師協會（IEEE）： IEEE 是一個專業技術組織，致力于推動電氣和電子工程領域的發展，其中包括制定網絡通信領域的標準，如以太網標準等。

國際標準化組織（ISO）： ISO 是一個全球性的標準化組織，致力于制定各種領域的國際標準，包括信息技術、通信、制造業等。

應用層

應用層為應用軟件提供接口，使應用程序能夠使用網絡服務。應用層協議會指定使用相應的傳輸層協議，以及傳輸層所使用的端口等。

應用層的PDU被稱為Data（數據）。

傳輸層

傳輸層協議接收來自應用層協議的數據，封裝上相應的傳輸層頭部，幫助其建立“端到端（Port to Port）的連接。

傳輸層的PDU被稱為Segment（段）。

TCP和UDP

網絡層

傳輸層負責建立主機之間進程與進程之間的連接，而網絡層則負責數據從一臺主機外一臺主機之間的傳遞。

網絡層的PDU被稱為Packet（包）。

網絡層協議工作過程

數據鏈路層

數據鏈路層位于網絡層和物理層之間，可以向網絡層的IP、IPv6等協議提供服務。數據鏈路PDU被稱為Frame（幀）。

以太網（Ethernet）是最常見的數據鏈路層協議。

以太網和Mac地址

物理層

數據到達物理層之后，物理層會根據物理介質的不同，將數字信號轉換成光信號、電信號或者是電磁波信號。

物理層的PDU被稱為比特流（Bitstream）。

常見傳輸介質

【重點知識點】：

PDU：是 Protocol Data Unit 的縮寫，即協議數據單元。在計算機網絡中，PDU 是指在不同層次的 OSI 參考模型或 TCP/IP 模型中，用于在各層之間傳遞數據和控制信息的數據單位。

在 OSI 參考模型中，每個層次都有其特定的 PDU，如：

物理層（Layer 1）： 物理層的 PDU 是比特（Bit）。

數據鏈路層（Layer 2）： 數據鏈路層的 PDU 是幀（Frame）。

網絡層（Layer 3）： 網絡層的 PDU 是數據包（Packet）或分組（Datagram）。

傳輸層（Layer 4）： 傳輸層的 PDU 是報文段（Segment）或用戶數據報（UDP Datagram）。

會話層、表示層和應用層（Layer 5-7）： 這些層次的 PDU 分別是會話數據、表示數據和應用數據。

在 TCP/IP 模型中，PDU 更常用于描述在 TCP/IP 協議棧中各層之間傳遞的數據單元，如：

數據鏈路層： PDU 是幀（Frame）。

網絡層： PDU 是數據包（Packet）或 IP 數據報（IP Datagram）。

傳輸層： PDU 是報文段（Segment）或用戶數據報（UDP Datagram）。

發送方數據封裝

中間網絡數據傳輸

接收方數據解封裝

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