第七章 常用的协议简介（1）
最后更新：2022-06-11 03:29:15 手机定位技术交流文章
7.1OSI参考模型
Open System Interconnection(OSI)参考模型(英语:Open System Interconnection,縮寫:OSI)是国际标准化组织(ISO)于1979年开发的计算机和通信系统相互连接的标准系统。它通常被称为OSI参考模型或七层模型,如图7所示。它是一个七层抽象模型,不仅包括一系列抽象的术语或概念,还包括一些抽象的概念。也包括具体的协议。
简单介绍OSI的七层模型
1、物理层
是OSI参考模型的第一层,处于最底层。它是OSI层次结构中最重要的基础层。它是基于传输的媒介,主要负责两台设备之间的实际数据传输,物理接口信息和电特性通过位子传输.其主要功能是为数据路径和数据传输提供数据终端设备。
常见的物理层设备包括:网格卡、网格线、纤维、集结器、继电器、串行端口等。
RS449, 422, 423, V24和 X.21, X.2bis(例如,网络有8个线,其中1, 2, 3, 6用于传输数据)。
2、数据链路层
是OSI参考模型的第二层,它主要是以不可靠的物理媒体提供可靠的传输.该层的主要功能是找到物理地址的Mac,将由网络层传输的数据封入一个可以由物理层接受的帧帧中,控制流量,负责数据检索 、 复发和纠正等.
数据链层的典型设备是双层开关、网络桥,典型的协议是SDLC、HDLC、PP、STP、帧继电器等。
3、网络层
在第三层,主要任务是将IP网络地址转换为物理地址,并决定通过这些路径实现数据传输。 主要设备是路由器或普通交换器,具有典型的协议,包括:IP、IPX、IPP等。
4、传输层
第四层也是OSI模型的核心。主要的功能是从对话层接收数据,并将数据转移到网络层.在确定协议之前,并监测错误检测传输中的数据流,最后为对话提供可靠、无误的数据传输。典型的传输层协议包括: TCP, UDP, SPX等。
5、会话层
它是第五层,其数据传输单元通常称为消息。 主要的功能是建立应用程序之间的通信连接,确定是否需要传输。
6、表示层
第六层是数据表示格式(如ASCII、GB2312、JPG等),其主要功能是加密、解密、压缩、解压缩数据、编码和解码不同的图像和文件根格式。
7、应用层
第七层的主要功能是向应用程序提供服务,实现用户间的信息交换。 典型的协议包括Web的HTTP协议、电子邮件的IMAP协议和网络协议Telnet、SNMP等。
7.2TCP/IP协议
传输控制协议(TCP/IP)是一个真正的开发系统。被称作互联网的基础,它主要由传输层的TCP协议和网络层的IP协议组成。
TCP/IP是一个在不同层次的多个协议的组合,它使用四个层级协议进行层级化,每个层负责不同的系统功能,如图7-2所示
1、链路层
有时称为数据链路层或网络接口层,它通常包括操作系统中的设备驱动器和计算机中的相应的网络接口卡。常见的协议包括Ethernet、IEE 802.2、802.Serial Line Internet Protocol(SLIP)、High-level Data Link Control(HDLC)、Point-to-Poin(PP)、Point-to-Poin(tProtocol)等。
在TCP/IP协议家族中,链层主要实现以下三个目的:
1)为IP模块发送和接收IP数据消息
2)向ARP模块发送ARP请求并接收ARP响应
(三)向ARP发送ARP请求,并接受ARP响应
2、网络层
也称为互联网层，主要处理网络中的团体活动。在TCP/IP协议家族中,层协议包括IP(Internet Protocol)、ICMP(Internet Control Mangement Protocol)、IGMP(Internet Group Mangement Protocol)、ARP(Address Resolution Protocol)和逆ARP(Reverse ARP)。
互联网上的每个接口必须有一个独特的IP地址,IP地址长32位元,这些32位元地址通常写在四个十进制的地方。所有这些整数都与一个节点相符。该表示方法称为“点点十进制表示方法”,IP地址具有一定的结构。五种不同的互联网地址格式,如图7-3所示
3、传输层
主要为两个终端应用提供端到端通信。在TCP/IP协议家族中,有两种不同的传输协议:TCP(Transmission Control Protocol)和UDP(User Dat-agram Protocol)。
1)TCP:一个端口到端口的、面向连接、可靠、基于字节流的传输协议,每当建立一个TCP时需要三个握手。
TCP主要用于验证数据包的出现和添加序列机制,以确保传输数据包在传输过程中的可靠性;它也可以用于测试接收数据包的完整性,以确保数据包没有丢失或序列错误。
建立连接的过程需要三个握手,如图7-4所示。
第一个握手:客户端发送一个SYN,指示客户端打算连接到服务器的端口,以及初始序列数(ISN随时间变化)SYN通知服务器请求连接。
第二次握手:收到建立连接的请求后,服务器返回客户端的初始序列,包含服务器作为承诺,并递交客户端的ISN和1以确认请求给SYN
第三次握手:客户维护以确认序列号码,输入服务器的ISN加上1来确认服务器。若正确，再次确认ISN和ack加1,服务器收到重新确认后,链接建立成功。当数据传送完成后，进行释放连接，现在需要四波,如图7-5所示
第一波: 如果客户端发送 FIN 和一个序列关闭客户端的数据传输到服务器,则客户端进入等待关闭状态。
第二波:服务器收到客户端发送的Fin后,设置客户端序列+1来确认序列数,此时服务器进入半封闭状态(服务器需要时间准备)
第三波:服务器发送 FIN),用于关闭从服务器到客户端的数据传输,当服务器进入最后的关闭状态(完成释放时,只需关闭应用程序)。
第四波:当客户端收到服务器发送的 FIN后,设置服务器序列添加1来确认序列,当客户端进入等待中断时间时,服务器接收确认信息,并完成TCP链接释放。
2)UDP:传输方式与IP相似,数据包也是如此。与IP协议不同,IP协议为传输提供IP地址,没有端口,UDP协议实现端口。UDP(英语:One-to-One (multiple-to-one))是一种无连结、不可靠、基于数据包的传输层协议。
由于无法连接,传输速度很快,如果一个数据包丢失,另一个数据包可以无限期等待。
4、应用层
负责处理特定应用程序细节,这些包括HTTP、Telnet、FTP、SMTP和DNS。
应用层包含了OSI参考模拟中农应用层、表示层和会话层三层、在TCP/IP协议家族中,通过相关的应用协议，为用户的应用程序提供通信服务。
通过应用实例了解TCP/IP协议的传输过程,请参见图7-6
OSI参考模型与TCP/IP模型之间的关系,见表7-1
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