物理层

一、网络分层 网络上的计算机之所以可以互相通信，是因为它们之间都遵守互相都可以“认识”的互联网协议（就如同人交流一样，两个人能够交流，互相必须知道对象的语言），互联网上的计算机互相通信又归根于网络中层与层之间的通信，OSI模型把网络通信分成七层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，对于开发网络应用人员来说，一般把网络分成五层，这样比较容易理解。这五层为：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层（最顶层），下面是一张网络分层的图片（来源于网络）： 二、各层的协议 网络中的计算机互相通信就是实现了层与层之间的通信，要实现层与层之间的通信，则各层都要遵守规则，这样才能完成更好的通信， 我们就把它们之间遵守的规则就叫个“协议”，然而网络上的五层之间遵守的协议不一样，每层都有各自的协议。下面就由下至上的讲述每层的协议 2.1 物理层协议 物理层是五层模型中的最底层，物理层为计算机之间的数据通信提供了传输媒体和互连设备，为数据传输提供了可靠的环境，媒体包括电缆、光纤、无线信道等，互连设备指是计算机和调制解调器之间的互连设备，如各种插头、插座等。该层的作用是透明的传输比特流（即二进制流），为数据链路层提供一个传输原始比特流的物理连接 2.2 数据链路层 数据链路层是模型中的第2层，该层对接受到物理层传输过来的比特流进行分组，一组电信号构成的数据包，就叫做"帧"

网络中的七层协议为： 应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。那么介绍一下在网络七层协议中传输数据时的工作原理是： 在数据的实际传输中，发送方将数据送到自己的应用层，加上该层的控制信息后传给表示层；表示层如法炮制，再将数据加上自己的标识传给会话层；以此类推，每一层都在收到的数据上加上本层的控制信息并传给下一层；最后到达物理层时,数据通过实际的物理媒体传到接收方。接收端则执行与发送端相反的操作，由下往上，将逐层标识去掉，重新还原成最初的数据。由此可见,数据通讯双方在对等层必须采用相同的协议，定义同一种数据标识格式，这样才可能保证数据的正确传输。 OSI协议模型： 七层结构记忆方法：应、表、会、传、网、数、物 应用层协议需要掌握的是：HTTP（Hyper text transferprotocol）、FTP（file transferprotocol）、SMTP（simple mail transfer rotocol）、POP3（post office protocol 3）、IMAP4（Internet mail access protocol） TCP/IP四层模型 应用层：对应OSI中的应用层、表示层、会话层 物理链路层：对应OSI中的数据链路层、物理层（也有叫网络接口层） 数据包说明： IP层传输单位是IP分组，属于点到点的传输；TCP层传输单位是TCP段

知识点 小 汇总 Catalan数 公式1： \(f(n)=\sum_{i=0}^{n-1}f(i)\times f(n-1-i)\) ,其中 \(f(0)=1\) 如何去理解这个公式？ 我们可以 感性地 把这个化为一个二叉树状态方案问题。 当n=1的时候显然方案数为1,即f(1)=1 当n=2的时候，有以下情况 左边sz 右边sz 总方案 1 0 \(f(1)\times f(0)=1\) 0 1 \(f(0)\times f(1)=1\) 所以f(2)=5 当n=3的时候，有以下情况 左边sz 右边sz 总方案 2 0 \(f(2)\times f(0)=5\) 1 1 \(f(1)\times f(1)=1\) 0 2 \(f(0)\times f(2)=5\) 所以f(3)=11 那么我们这样往下推，就得到了 左边sz 右边sz 总方案 n-1 0 \(f(n-1)\times f(0)\) n-2 1 \(f(n-2)\times f(1)\) n-3 2 \(f(n-3)\times f(2)\) …… …… …… 2 n-3 \(f(2)\times f(n-3)\) 1 n-2 \(f(1)\times f(n-2)\) 0 n-1 \(f(0)\times f(n-1)\) 故得到上述式子。 公式2： \(f(n)=\frac{1}{n+1}C^n_{2n}\)

计算机网络概述 11111 OSI 参考模型 OSI(Open System Interconnect)即开放系统互联,一般都叫OSI参考模型,是国际标准化组织在1985年研究的网络互联模型,该体系结构标准定义了网络互联的七层框架(物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层),即OSI开放系统互连参考模型.在这一框架下进一步详细规定了每一层的功能,以实现开放系统环境中的互连性、互操作性和应用的可移植性,接下来将整理一些常用功能的知识点. 物理层次 协议作用 应用层 为用户提供服务,给用户一个接口 表示层 为数据提供表示,加密与压缩 会话层 确定数据是否需要传输,建立管理与终止会话 传输层 可靠与不可靠的数据传输,以及后期的错误检测 网络层 进行逻辑地址编址,实现不同网络之间的路由选择 数据链路层 进行硬件(MAC)地址编址有,差错的校验 物理层 电气特性,设备之间进行比特流的传输 以上的列表是一个通用的网络系统模型,并不是一个协议定义.实际上OSI模型从来没有被真正实现过,但是,出于其模型的广泛指导性,现在的网络协议都已经纳入了OSI参考模型的范围之内,OSI参考模型一共有7层,每层的作用在上面有说明,这也是网络方面的基础知识. ◆每层间作用◆ 物理层: 电器特性,设备之间比特流的传输,实现比特流的透明传输. 主要设备: 中继器、集线器 主要功能:

TCP/IP协议系统 1、网络访问层 　　网卡 (network adapter)，即网络接口板，又称 网络适配器 或NIC (网络接口控制器)，是一块被设计用来允许计算机在计算机网络上进行通讯的计算机硬件，由处理器，存储器等部件组成。 网卡能实现与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。 网络访问层与OSI模型 　　网络访问层位于TCP/IP协议栈的最底层 　　TCP/IP网络访问层大致对应于OSI的物理层和数据链路层。OSI的物理层负责把数据帧转化为适合于传输介质的比特流，也就是说，OSI 物理层管理和同步实际传输的电子或模拟脉冲。在接收端，物理层把这些脉冲重新组合为数据帧。 　　OSI数据链路层执行两个独立的任务，相应地划分为两个子层。 介质访问控制（MAC）：这个子层提供与网络适配器连接的接口。实际上，网络适配器驱动程序通常被称为MAC驱动，而网卡在工厂固化的硬件地址通常被称为MAC地址。 逻辑链路控制（LLC）：这个子层对经过子网传递的帧进行错误检查，并且管理子网上通信设备之间的链路。 网络体系 　　网络访问层包括如下一些体系。 IEEE 802.3（以太网）：在大多数办公室和家庭使用的基于线缆的网络。 IEEE 802.11（无线网络）：在办公室、家庭和咖啡厅使用的无线网络技术。

一、不同层次的协议概要 计算机之间的通信遵循不同层次的协议来实现通信 1　物理层： 　 1.1 两种物理信号来分别表示0和1，比如用高电压表示1，低电压表示0，就构成了简单的物理层协议，电脑有相应的借口接收物理信号，并解读为0/1序列。 2　连接层： 　　2.1 在连接层，信息以帧(frame)为单位传输。所谓的帧，是一段有限的0/1序列。连接层协议的功能就是识别0/1序列中所包含的帧。比如根据一定的0/1组合识别出帧的起始和结束。 　　2.2 常见的连接层协议：以太网和WiFi等。 　　2.3 通过连接层协议，可以建立局域的以太网或者WiFi局域网，并让位于同一局域网络中的两台计算机通信。 3　网络层： 　　3.1 不同的社区之间该如何通信呢？如何让WiFi上的一台计算机和以太网上的另一台计算机通信呢？我们需要一个有以下功能的“中间人” 1. 能从物理层上在两个网络的接收和发送0/1序列，2. 能同时理解两种网络的帧格式。路由器(router)就是为此而产生的“翻译”。一个路由器有多个网卡(NIC，Network Interface Controller)，每个NIC可以接入多个网络，并理解相应的连接层协议。在帧经过路由到达另一个网络的时候，路由会读取帧的信息，并改写以发送到另一个网络。 　　3.2 通信过程如下： WiFi上的计算机1 -> 路由WiFi接口 ->

OSI七层 在以前不同的公司都会推出属于自己公司的私有网络协议，相互之间不能兼容 用了那家公司的网就相当于上了那家公司的贼船 。 后来呢由一家名叫iso的组织制作了一个叫osi的协议 相当于给大家设定了一 个标准 便于相互之间的通信。 osi的七层是从下到上分别是 ： 物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层 osi模型采用的是封装与解封装的机制 从应用层向下进行封装从物理层向上进行解封装 物理层 是能够让不同的计算机设备之间提供传输媒体和互联设备，能为数据传 提供可靠的环境 数据链路层 负责将来自网络层的数据包格式化为可以进行传输的适当格式 网络层 负责向数据中添加路由和寻址信息 数据包里有原IP地址和 目标IP地址 传输层 负责管理链接的完整性并控制会话 传输层会接收到一个叫 PUD 的 东西 并将里面的东西转换为数据段 并控制其寻址和引用方式 同时定义 会话的规则 会话层 负责两台计算机之间建立维护和终止通信会话 如果传输层的PDU 丢失或失败会话层会进行从新传输 表示层 负责将从应用层接收的数据转换为遵从OSI模型的任何系统能够理解 的格式 它还可以将数据加密和压缩 通常图片视频音频文档都会出现在这一 层 应用层 负责将协议与用户的应用程序 网络服务和操作系统链接在一起 他能确定远程的连接方式并判断是否可用和可访问 还能确保有足够的资源

OSI七层模型介绍 ： OSI参考模型其实就是讨论通信问题，所不同其针对的是计算机通过网线或无线网去通信。为了容易理解，首先用一个例子来形容： 我写一封信给朋友，首先，是我写信，讲往事如风，说我们两个人之间的老故事，这些东西只要我两之间懂就OK了。好写完后，我就寄信去了。。具体的寄信跑腿等工作，则属于下一层了。那么下一层是谁呢？对，邮政局。邮政局把信纸装进固定格式的信封中，信封上有固定格式的要求。那么邮政局不需要知道信到底写了什么，他们不关心，只管捯饬信封就可以，让对方拿到信封后知道那是给我朋友的就OK了。好，这个层次结束。。那么是不是没其他层次了呢？？错，还有一个层次，那就是最底层。邮递员层。。他们负责跑腿，例如骑马，骑车或者开火车开飞机，随便，反正是具体的跑腿工作。。。好，回过头来看，写一封信进行通信，分了三个层次：我和朋友，属于用户层，负责信内容的书写和阅读；邮政局，属于类似于OSI的运输层，负责信封的格式书写和阅读。。邮递员，最底层，类似于OSI的物理层，负责具体的传输方式。 好，回到OSI，这个以计算机为原始设备的通信模型，考虑的要复杂一些而已，分成了7个层次。最底层，物理层:负责具体的传输媒介以及其对应的传输方式，解决的问题是实现比特流的传输。数据链路层：负责相邻两个节点间比特流的识别，即以字节为单位去找出“每页信纸”。网络层：实现网络中任意两个节点间的连通和数据转发。

OSI七层模型图 从图中我们已经了解到OSI七层分为：物理层；数据连接层；网络层；传输层；会话层；表示层；应用层。 OSI七层各层的讲解： 1.物理层： 在OSI参考模型中，物理层（Physical Layer）是参考模型的最低层，也是OSI模型的第一层。 物理层的主要功能是：利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。 物理层的作用是实现相邻计算机节点之间比特流的透明传送，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。使其上面的数据链路层不必考虑网络的具体传输介质是什么。“透明传送比特流”表示经实际电路传送后的比特流没有发生变化，对传送的比特流来说，这个电路好像是看不见的。 设备：网卡，网线，集线器，中继器，调制解调器 2.数据链路层： 数据链路层（Data Link Layer）是OSI模型的第二层，负责建立和管理节点间的链路。该层的主要功能是：通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。 在计算机网络中由于各种干扰的存在，物理链路是不可靠的。因此，这一层的主要功能是在物理层提供的比特流的基础上，通过差错控制、流量控制方法，使有差错的物理线路变为无差错的数据链路，即提供可靠的通过物理介质传输数据的方法。 该层通常又被分为介质访问控制（MAC）和逻辑链路控制（LLC）两个子层。

一、OSI参考模型 1、OSI的来源 OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互联。 一般都叫OSI参考模型，是ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的网络互连模型。 ISO为了更好的使网络应用更为普及，推出了OSI参考模型。其含义就是推荐所有公司使用这个规范来控制网络。这样所有公司都有相同的规范，就能互联了。 2、OSI七层模型的划分 OSI定义了网络互连的七层框架（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层），即ISO开放互连系统参考模型。如下图。 每一层实现各自的功能和协议，并完成与相邻层的接口通信。OSI的服务定义详细说明了各层所提供的服务。某一层的服务就是该层及其下各层的一种能力，它通过接口提供给更高一层。各层所提供的服务与这些服务是怎么实现的无关。 3、各层功能定义 这里我们只对OSI各层进行功能上的大概阐述，不详细深究，因为每一层实际都是一个复杂的层。后面我也会根据个人方向展开部分层的深入学习。这里我们就大概了解一下。我们从最顶层——应用层 开始介绍。 整个过程以公司A和公司B的一次商业报价单发送为例子进行讲解。 <1> 应用层 OSI参考模型中最靠近用户的一层，是为计算机用户提供应用接口，也为用户直接提供各种网络服务。我们常见应用层的网络服务协议有：HTTP，HTTPS，FTP，POP3、SMTP等。