从上一个视频中,我们了解了网络的基础知识,今天,我们将讨论OSI模型和TCP / IP模型。 当我说模型时,我的意思仅仅是一组规则或一组标准。 您可能会问,为什么计算机行业需要一套规则或标准? 要了解这一点,我们需要学习一些有关计算机行业的历史。

不久之前,IBM与数字设备公司(DEC)之间的激烈争夺战已由他们成为领先的计算机制造商。 但是有一个问题。 这两家制造商都生产彼此不兼容的计算机设备。 也就是说,如果您购买了IBM计算机,则必须从IBM购买显示器,打印机和其他所有产品。 同样,如果您从DEC购买了设备,则必须购买同一制造商的所有配件和其他设备才能使用它们。
有许多公司从两家制造商那里购买了设备,例如,会计部门有IBM计算机,而营销部门装有DEC计算机。 结果,这些设备既不能相互通信也不能共享信息。 因此,缺乏单一标准并不能使计算机技术向前发展。 大约在国际标准组织(ISO)得出结论,即有必要创建通用计算机标准时,就发生了这种情况。 ISO已开发出OSI-开放系统互连或OSI参考模型。 大约在同一时间,创建了一个竞争性标准-TCP / IP模型,该模型由国防部推广。 TCP / IP模型更像是OSI模型的简化版本,由于其相关性,它已成为行业标准。 要获得模型的概念,您需要考虑“堆栈级别”的概念。 在办公室图片中显示的示例中考虑它。 每个办公室都有不同级别的员工:总经理,高级办公室员工,工资经理,客户经理,服务经理,服务人员,初级办公室人员-各种员工。 每个公司之所以有不同的雇员,不同的职务,是因为他们履行不同的职责,承担不同的责任。
因此,当某事未完成或特定任务未完成时,您知道是谁负责。 例如,如果工资未按时转移,则工资管理者对此负责。 没关系,银行应该负责任,您用来澄清问题的第一联系人是薪资经理。 如果您的办公室没有打扫,那么这是负责的业务部门。 也就是说,工作层次结构允许您分配责任。
同样,我们需要了解OSI模型和TCP / IP模型,因为在研究计算机网络或其中出现问题时,我们需要知道哪种级别有效。 因为在发生故障的情况下,我们不需要检查所有设备,因为使用了分层方法,我们将确切地知道可能是什么问题。
我们直接转向模型,以了解它们如何工作以及涉及哪些级别。 让我们比较两个模型。

在左侧,您可以看到OSI模型层,在右侧,您可以看到TCP / IP。 让我用记号笔使它更清晰。 我用不同的颜色标记了关卡,所以您不会感到困惑。 让我们从左侧的OSI模型开始讨论。 在我们进行下一步之前,我强调,作为网络学生,您必须完全了解所有这些级别及其位置!

您需要知道级别7是应用程序级别,级别6是表示级别,级别5是会话级别。 您需要知道这些级别在哪里! 记住一系列级别的一种方法是使用助记符。 从底部到顶部,用于记住OSI级别的物理,数据链接,网络,传输,会话,演示,应用程序的最受欢迎的短语之一是:请不要将香肠比萨饼扔掉(请不要将香肠比萨饼扔掉)!
如果您想记住从上到下的关卡布局,请使用短语“所有人似乎都需要数据处理”(似乎所有人都需要数据处理)。
在记忆方式上(从上到下或从下到上)是您的选择,您只需要记住1级是物理级别,而7级已应用。 有些人会感到困惑,他们认为级别会上升和下降,因此会应用1级。 事实并非如此,第一级是物理级别,应用的级别是7级。
如果您想记住TCP / IP模型各层的位置,请使用A TIN助记符中附带的TCP / IP。 这并不意味着什么,您只需要记住一个TIN-应用程序,传输,Internet,网络。 如果您有更好的记忆方式,请使用它直到您牢固地学习了这些顺序。
因此,让我们从应用程序级别开始。 应用程序层是所有网络应用程序的联系点,是公共联系点。 许多作者说并写道,您计算机上的所有应用程序都处于此应用程序级别,事实并非如此。 首先,应用程序级别仅适用于网络应用程序,其次,计算机上的任何应用程序如果不通过网络进行通信,则与应用程序级别无关。
为了使您更容易理解,我将举一个简单的例子。 假设您删除了Wi-Fi和Bluetooth无线接口驱动程序,以太网网卡驱动程序,甚至从PC上物理删除了这些设备。 因此,例如,如果您现在运行Microsoft Word,它将无法与应用程序级别进行通信,因此,它将无法与任何其他级别进行通信。 这是因为Microsoft无法访问网络,因为您的操作系统甚至没有网卡!
同样,在常规系统上,如果启动Web浏览器(例如Chrome,IE,Safari),然后在地址栏中键入类似
www.cnn.com之类的内容,则Web浏览器将创建与应用程序层进行交互的http请求。 应用程序层将此数据传输到表示层(通常误称为代表层),表示层将它们传输到会话层,后者传输到传输层,依此类推,直到数据到达物理层。 运作方式如下。
因此,如果应用程序与网络交互,那么这仅在应用程序层发生。 该层提供对网络服务的访问。 FTP,TFTP,SNMP,DNS,HTTP协议可在此级别工作,其中有很多。 您可以“ google”此级别上所有可用协议的完整列表!
接下来,我们来看一下演示级别。 该层提供数据表示和加密。 表示级别是所有数据转换发生的地方,它负责对数据进行编码,也就是说,在其他级别的数据变得相同之后,无论它是图片还是文档,它都是负责的。 然后,它接收从会话级别返回的数据,将其转换为可呈现的形式并将其传输到应用程序级别。 因此,如果您有来自会话级别的原始数据,则它们将在表示级别进行转换。 如果是图像,则图层将创建图像;如果是Word文档,则它将创建Word文档。 此外,所有加密服务(例如TLS和SSL)都在此级别上工作。

接下来,我们有一个会话层来创建并支持数据传输会话。 假设您的计算机运行两个应用程序-Telnet程序和IE浏览器。 这两个应用程序都访问网络。 因此,此级别创建2个不同的会话并对其进行支持。 因此,当Web浏览器会话终止时,Telnet会话将不会结束,因为它们是单独的会话。 即,该级别支持各种会话。
您会看到OSI模型的前三层5,6,7和TCP / IP模型的第4层标记为相同的蓝色。 作为网络工程师,尤其是思科网络工程师,我这样做是因为我们很少访问5、6、7级。 这是因为大多数Cisco设备看起来不会超过4级。 级别1、2、3和4对Cisco工程师非常重要,而级别5、6、7并不是那么关键。 您只需要知道它的工作原理,就可以基本了解前三个级别的功能。 事实是它们主要由操作系统来处理,但是对于级别1、2、3和4的操作,作为网络工程师,您应该绝对了解所有内容。
现在我们来考虑运输水平。 此级别对于网络工程师也很重要。 当来自上方的信息到达传输层时,它将数据分成可管理的段,然后在返回的途中再次从这些段中收集数据。 为了创建封装,传输层将自己的标题添加到每个段。

传输层做出两个重要的决定:使用受信任(TCP)或不受信任(UDP)连接,并创建端口号。 当应用程序需要使用可信连接时,TCP是传输控制协议。 如果允许建立不信任的连接,则传输层将使用UDP(用户数据报的协议)。 当我说“可信”时,这并不意味着它比“不可信”要好,它们之间的唯一区别是,当您建立可信连接时,您需要为每个发送的数据包接收确认。 在不受信任的连接中,不需要确认每个传输段的接收,因此由于开销较低,因此可以更快地工作。 因此,如果我们有实时应用程序,他们将使用UDP,因为它速度更快并且实时发生。 如果您观看了流媒体视频或在线实时广播,则有时屏幕上会出现绿色像素。 这意味着未接收到该图像段或该像素的信息,并且接收设备无法将其通知给发送设备。
传输层需要处理的第二个功能是创建端口号。 端口号是附加到IP地址上的编号,用于确定来自哪个进程信息。 传输层创建源的随机端口号(发送过程),并附加目标的端口号(目的地)。 因此,如果流量流向服务器,则服务器的标准端口号为80。如果要将数据发送到IP地址10.10.10.10,则传输层将端口号80添加到此地址,这将创建套接字10.10.10.10。 80,仅是IP地址和端口号。
传输层创建一个套接字,并将其发送到网络层下。 它还添加了源端口号。 为什么需要这个数字? 原因是,如果计算机上正在运行2个应用程序,并且数据到达相同的IP地址,则传输层必须知道将哪些数据传输到了哪个应用程序。 他将通过源端口号来确定。
接下来,我们将考虑网络层。 当网络层从传输层接收到一个段时,它会向其添加一个网络层头。 添加标头会将一个段变成一个包。

因此,网络层最重要的功能之一是将物理IP地址转换为逻辑地址,即逻辑寻址。 我们将在下一个视频“第3天”中了解她。 现在,仅记住网络层是添加IP地址并选择最佳数据传输路径的层。 最佳路径意味着网络层会比较IP地址并检查目标IP地址是否在本地子网上。 如果它不在本地子网中,则级别将找到到达目标的最佳路径。
接下来,我们有频道级别。 当数据包从网络到达时,链路层会向其添加一个通道头。 结果,分组变成帧。 链路层负责MAC寻址。 MAC就是媒体访问控制,MAC是硬件地址。
这意味着计算机上的每个网卡都有其自己的MAC地址。 它也称为“烙印地址”,无法更改。 有一些用于欺骗地址的软件方法,但实际上不可能更改它。

这是发生错误检查的级别。 因此,当信息来自物理层时,链路层会检查它是否存在传输期间发生的错误并进行纠正。 它可以使用循环冗余校验-CRC校验和算法,奇偶校验或任何其他错误校验机制。
然后是物理层,在该层实际进行数据传输。 在此,数据以位为单位。 此级别涉及电线,电缆,硬件端口或连接器等,它们在此级别提供处理。 当有人告诉您Internet对他不起作用时,您作为计算机或网络工程师将通过物理故障排除来开始工作。 首先,您将检查所有连接器和电缆,如果它们正确无误,我们将在2,3,4级别继续进行故障排除。 这就是为什么我们需要了解网络模型,并记住其中一个级别的任何更改都不会影响相邻级别的原因,因为该更改是由标准提供的。
因此,如果我更喜欢在物理层上使用无线通信而不是LAN电缆,则这不会以任何方式影响其他级别,因为更改仅发生在物理层。 因此,尽管在正常模式下以物理级别接收信息,但是获取此信息的方法并不重要。
同样的事情发生在网络级别。 我们现在正处于从IPv4到IPv6的过渡阶段,因此此更改仅适用于第三级。 只要遵守现有标准并且它们以与以前相同的方式接收数据,则第4层和第2层将不受此影响。

这是分层网络方法的优点。 如果我们比较图的左半部分和右半部分,我们会发现OSI模型的级别5,6,7与TCP / IP模型的级别4相当。 传输层在两个模型中执行相似的功能,相似的对应关系发生在级别2和3,OSI模型的第1层和第2层在其功能上对应于TCP / IP模型的第1级。
此外,我们将考虑OSI模型的功能。 假设左侧的小矮人将向右侧的小矮人发送信息并为此创建数据。 由于我们认为5.6和7的前三个级别对我们来说不是特别重要,因此我们将直接转到第4个传输级别,在该级别中发送数据。

传输层接收数据,对其进行分段并添加其自己的标头-您可以在图中看到它。 假设我们在这里处理UDP,因此它不等待确认。 它将网段1发送到网络层,将网络标头添加到网段,现在它成为一个数据包。

接下来,网络层将此数据包1发送到数据链路层。 他接受该数据包并为其提供数据链接头。

如您所见,相同的过程适用于网段2。 然后段1进入通信的物理级别,它将其转换为一系列位并将其发送到目标的物理级别。

因此,我们的段1已被转换,并且以同样的方式,第二段将被转换为位序列。 到那时,正确的物理层将已经接受了物理位形式的前一个段,并将其转换为具有一组适当的报头的段。

每一步的接收电平都会修剪相应的标题并通过上面的段。 因此,当段1从链路层移动到网络层时,它将丢失链路层头。

第二段也会发生同样的情况。 当段1到达传输层时,网络头将被删除。 此外,传输层将等待,直到接收到所有传输的段。

这就是传输层的作用-等待2个网段到达它。

之后,传输层将删除其所有标头,将这些段合并为数据数组,然后将数据传输到上层,而正确的人将收到与左侧的人发送给他的数据完全相同的数据。

这是通过网络进行数据传输的方式的概括视图。 这就是我们在第二个视频教程中学习的全部内容。 在随后的课程中,我们将研究与网络相关的所有其他概念,如果您不了解某些内容,请通过imran.rafai@nwking.org与我联系。 谢谢您的关注。
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