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网络安全基础11:OSI模型与TCP/IP模型、物理层

OSI以及TCP/IP这些属于计网知识,本科期间已学习过,且考研那会又看了一遍,还是有些底子的,网上的优质文章也非常多,本篇仅作一些精简的要点记录,以及曾经未接触过的知识面。

分层模型

分层思想

  • 将复杂的流程分解为几个功能相对单一的子过程(参考下图收发信件的过程,体现了分层的思想)

OSI参考模型

为了让各种计算机在世界范围互联,OSI(Open System Interconnection)七层模型被提出。

TCP/IP模型

OSI模型没有最终被采用,专家们在往每一层里添加协议时,发现表示层与会话层有些多余,于是就将这两层融合到了应用层中。于是有了TCP/IP模型,又称TCP/IP协议簇。

融合进应用层后,应用层需要实现表示层与会话层原先的功能

  • 表示层:将数据转码
  • 会话层:消息排队,维护秩序

TCP/IP模型 vs OSI模型

数据传输过程

数据封装与解封装过程

  • 同层使用相同的协议

  • 下层为上层提供服务

  • FCS:Frame Check Sequence,校验序列,检查包的完整性

  • MAC子层:包含目标MAC地址,源MAC地址,类型

  • IP包头:包含源IP地址,目的IP地址

  • TCP/UDP头:源端口号,目的端口号

TCP/IP协议簇

协议与层的对应关系

  • ICMP功能:差错通知和信息查询
    • 确认IP包是否成功到达目标地址
    • 通知在发送过程中IP包被丢弃的原因

设备与层的对应关系

各层间通信

物理层

传播媒介

网线/光纤/空气

信号

  • 电信号
    • 模拟信号:旧式电话(通过电话线传播,放大器增加传播距离)
    • 数字信号:计算机(通过电路传播,中继器修复信号)
  • 光信号:光纤
    • 单模光纤:一般黄色/黑色
    • 多模光纤:一般橙色/蓝色
  • 调试解调器(又称作猫,Modem):
    • 旧:将电话线上的模拟信号与电脑可以理解的数字信号进行互相转化
    • 新:又称作光猫,将光纤上的光信号与电脑可以理解的数字信号进行互相转化

网线/双绞线

  • 种类

    • 5类:淘汰
    • 超5类:主流
    • 6类:比超5类更抗干扰
    • 7类
  • 型号及用图

交换机与路由器

  • 端口

    接入端口:连接电脑

    上联端口:连接上层核心交换机(通常设计2个)

    Console口:企业级交换机特有(无界面),用来管理交换机的接口

  • 端口带宽
    • Ethernet:10Mb/s(这里是小写的b,办理宽带业务时,通常遇到的也是小写,而电脑都是以字节为单位,因此真实带宽往往只有实际标注的1/8)
    • FastEthernet:100Mb/s
    • GigabitEthernet:1000Mb/s
    • TenGigabitEthernet:10000Mb/s
  • 交换机类型
    • 普通交换机
    • 模块化交换机:模块可拆卸
    • 三层交换机:家用路由器

Cisco Packet Tracer

一个功能非常强大的网络模拟工具,可以提供真实操作经验。通过它可以练习使用路由器、交换机和其它各种设备构建简单或复杂的网络。下面对部分功能及设置作简要介绍:

偏好设置

在偏好设置中,对模拟设备进行自定义设置,通常来说,会关闭模拟设备的名称显示,并打开端口显示,便于操作。

这里说明Fa0/3的含义:

  • Fa:FastEthernet,说明是百兆接口
  • 0:表示该交换机的第一个模块
  • 0/3:表示该交换机第一个模块的第三个接口

部署局域网

可以对所有模拟设备进行配置。例如给设备配置IP,给服务器配置DSN/DHCP的服务。实现局域网中的功能等等。

参考资料

Author: cataLoc
Link: http://cataloc.gitee.io/blog/2020/10/10/%E7%BD%91%E7%BB%9C%E5%AE%89%E5%85%A8%E5%9F%BA%E7%A1%8011-OSI%E4%B8%8ETCP-IP/
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