大家好，我是阿Q。今天是计算机网络总结的最后一节，主要是讲OSI七层模型相关的知识点，还有就是面试过程中会遇到的一些问题进行了汇总，这章内容算是计算机网络的全集了，相信有了这篇文章，大家的复习过程中就一定会提高效率。大家都知道在面试过程中，不管是校招还是社招，计算机网络肯定是必考项，如果准备的不够充分，后果可想而知，。能看到这篇文章的，我相信不是学弟学妹，就是刚参加工作不久的，一是不知道计算机网络该从哪儿看起，也不知道哪里是重点，二是时间不允许系统的去复习计算机网络，所以我会将面试中遇到的高频考点都罗列出来供大家学习。可以点赞收藏，以免着急使用而找不到。希望大家都能在求职过程中拿到自己满意的offer！那就开始正文喽~
TCP/IP 与 OSI 都是为了使网络中的两台计算机能够互相连接并实现通信与回应，但他们最大的不同在于，OSI 是一个理论上的网络通信模型，而 TCP/IP 则是实际上的网络通信标准。
一、OSI七层模型：
1、物理层实现计算机节点之间比特流的透明传输，规定传输媒体接口的标准，屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异，使数据链路层不必关心网络的具体传输介质，按照物理层规定的标准传输数据就行。
2、数据链路层通过差错控制、流量控制等方法，使有差错的物理线路变为无差错的数据链路。数据链路层的几个基本方法：数据封装成帧、透明传输、差错控制、流量控制。
封装成帧：把网络层数据报加头和尾，封装成帧，帧头中包括源MAC地址和目的MAC地址。
透明传输：零比特填充、转义字符。
差错控制：接收者检测错误,如果发现差错，丢弃该帧，差错控制方法有 CRC 循环冗余码。
流量控制：控制发送的传输速度，使得接收方来得及接收。传输层TCP也有流量控制功能，但TCP是端到端的流量控制，链路层是点到点（比如一个路由器到下一个路由器）。
3、网络层实现网络地址与物理地址的转换，并通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径。网络层最重要的一个功能就是：路由选择。路由一般包括路由表和路由算法两个方面。每个路由器都必须建立和维护自身的路由表，一种是静态维护，也就是人工设置，适用于小型网络；另一种就是动态维护，是在运行过程中根据网络情况自动地动态维护路由表。
4、传输层提供源端与目的端之间提供可靠的透明数据传输，传输层协议为不同主机上运行的进程提供逻辑通信。
网络层协议负责的是提供主机间的逻辑通信；
传输层协议负责的是提供进程间的逻辑通信。
5、会话层是用户应用程序和网络之间的接口，负责在网络中的两节点之间建立、维持、终止通信。
6、表示层处理用户数据的表示问题，如数据的编码、格式转换、加密和解密、压缩和解压缩。
7、应用层为用户的应用进程提供网络通信服务，完成和实现用户请求的各种服务。
二、TCP/IP模型TCP/IP协议模型（Transmission Control Protocol/Internet Protocol），包含了一系列构成互联网基础的网络协议，是Internet的核心协议。TCP/IP协议族按照层次由上到下，层层包装。
数据进入协议栈时的封装过程上图表示了TCP/IP协议中每个层的作用，而TCP/IP协议通信的过程其实就对应着数据入栈与出栈的过程。入栈的过程，数据发送方每层不断地封装首部与尾部，添加一些传输的信息，确保能传输到目的地。出栈的过程，数据接收方每层不断地拆除首部与尾部，得到最终传输的数据。
1、网络层实现网络地址与物理地址的转换，并通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径。
1.1、IP地址与物理地址物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址，其中ARP协议将IP地址转换成物理地址。
1.2、ARP地址解析协议的工作原理ARP 是根据 IP 地址获取 MAC 地址的一种协议，核心原理就是广播发送ARP请求，单播发送ARP响应。
每个主机都在自己的ARP缓冲区中建立一个ARP列表，以表示 IP 地址和 MAC 地址之间的对应关系。
当源主机要发送数据时，先检查ARP列表中是否有该 IP 地址对应的 MAC 地址，如果有，则直接发送数据；如果没有，就向本网段的所有主机发送ARP数据包，用于查询目的主机的MAC地址，该数据包包括的内容有：源主机IP地址，源主机MAC地址，目的主机的IP。
当本网络的所有主机收到该ARP数据包时，首先检查数据包中的IP地址是否是自己的IP地址，如果不是，则忽略该数据包，如果是，则首先从数据包中取出源主机的IP和MAC地址写入到ARP列表中，如果已经存在，则覆盖，然后将自己的MAC地址写入ARP响应包中，告诉源主机自己是它想要找的MAC地址。
源主机收到 ARP 响应包后，将目的主机的 IP 和 MAC 地址写入ARP列表，并利用此信息发送数据。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包，表示ARP查询失败。
1.3、RARP逆地址解析协议RARP是逆地址解析协议，作用是完成硬件地址到IP地址的映射，主要用于无盘工作站，因为给无盘工作站配置的IP地址不能保存。工作流程：在网络中配置一台RARP服务器，里面保存着 MAC 地址和 IP 地址的映射关系，当无盘工作站启动后，就封装一个RARP数据包，里面有其MAC地址，然后广播到网络上去，当服务器收到请求包后，就查找对应的MAC地址的IP地址装入响应报文中发回给请求者。因为需要广播请求报文，因此RARP只能用于具有广播能力的网络。
1.4、DHCP协议动态主机配置协议，对 IP地址进行集中管理和分配，提升地址的使用率，通过DHCP协议，可以使客户机自动获得服务器分配的lP地址和子网掩码。
DHCP数据发送过程
1.5、ICMP协议因特网控制报文协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息（控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由器是否可用等网络本身的消息），确认 IP 包是否成功到达目标地址。因为 IP 协议并不是一个可靠的协议，它不保证数据被送达，当传送IP数据包发生错误，比如主机不可达、路由不可达等等，ICMP协议将会把错误信息封包，然后传送回给主机，给主机一个处理错误的机会。ICMP报文有两种：差错报告报文和询问报文。以下是4种常见的ICMP差错报告报文：
终点不可达
路由器不知道如何转发某数据报，丢弃该数据报，并向源站发送“终点不可达”报文。
主机收到无法交付给应用进程的数据报，将其丢弃，向源站发送“终点不可达”报文。
时间超过
路由器丢弃生存时间TTL为0的数据报，并向源站发送“时间超过”报文。
当终点在预先规定的时间内不能收到一个数据报的全部分片时，就把已收到的分片都丢弃，并向源站发送“时间超过”报文。
参数问题当路由器或目的主机收到的数据报的首部中有些字段的值不正确时，就丢弃该数据报，并向源站发送“参数问题”报文。
改变路由（重定向）路由器把“改变路由”报文发送给主机，让主机知道下次应将数据报发送给另一个路由器，这样可以通过更好的路由。
1.6、交换机与路由器的区别
工作所处的OSI层次不一样，交换机工作在OSI第二层数据链路层，路由器工作在OSI第三层网络层。
寻址方式不同：交换机根据MAC地址寻址，路由器根据IP地址寻址。
转发速率不同：交换机的转发速度快，路由器转发速度相对较慢。
1.7、路由选择协议
内部网关协议IGP：
RIP(Routing Information Protocol）：是一种动态路由选择协议，基于距离矢量算法，使用“跳数”来衡量到达目标地址的路由距离，并且只与自己相邻的路由器交换信息，范围限制在15跳之内。
OSPF：开放最短路径优先协议，使用Dijskra算法计算出到达每一网络的最短路径，并在检测到 链路的情况发生变化时（如链路失效），就执行该算法快速收敛到新的无环路拓扑。
外部网关协议：BGP：边界网关协议，BGP 是力求寻找一条能够到达目的网络 且 较好的路由，而并非要寻找一条最佳路由。BGP采用路径向量路由选择协议。
2、传输层：传输层主要提供不同主机上进程间“逻辑通信+可靠传输”或者“不可靠传输”的功能。
2.1、传输控制协议TCP与用户数据报协议UDP的区别
TCP是面向字节流的，基本传输单位是TCP报文段；UDP是面向报文的，基本传输单位是用户数据报。
面向字节流：应用程序和TCP的交互是一次一个数据块（大小不等），但TCP把应用程序看成是一连串的无结构的字节流。TCP有一个缓冲，当应用程序传送的数据块太长，TCP就可以把它划分短一些再传送。
面向报文：面向报文的传输方式是应用层交给UDP多长的报文，UDP就照样发送。因此，应用程序必须选择合适大小的报文。
TCP 注重安全可靠性，连接双方在进行通信前，需进行三次握手建立连接。UDP 是无连接的，使用最大努力交付，即不保证可靠交付。
UDP 不需要连接等待，所以数据传输快，而 TCP 传输效率相对较低。
TCP首部开销是20个字节；UDP的首部开销是8个字节，这也是减少网络传输开销的一方面。
TCP有拥塞控制和流量控制，而UDP没有拥塞控制和流量控制。
TCP支持点对点通信，提供全双工通信，不提供广播或多播服务；UDP支持一对一、一对多、多对一、多对多的通信模式。
2.2、TCP和UDP的使用场景
当对网络通讯质量要求不高时，并且要求网络通讯速度能尽量的快，这时就可以使用UDP。比如及时通信：语音、 视频 、直播等。
当对网络通讯质量有要求时，要求整个数据准确无误可靠的传递给对方，这时就适用使用 TCP 协议，一般用于文件传输、发送和接收邮件等场景。比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议，POP、SMTP等邮件传输的协议都是使用 TCP 协议。
TCP对应的协议：FTP：文件传输协议，使用21端口Telnet：远程终端接入，使用23端口，用户可以以自己的身份远程连接到计算机上，可提供基于DOS模式下的通信服务。SMTP：邮件传送协议，用于发送邮件，使用25端口POP3：邮件传送协议，P用于接收邮件。使用110端口HTTP：万维网超文本传输协议，是从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议
UDP对应的协议：DNS：域名解析服务，将域名地址转换为IP地址，使用53号端口；SNMP：网络管理协议，用来管理网络设备，使用161号端口；TFTP：简单文件传输协议，提供不复杂、开销不大的文件传输服务，使用 69 端口；NFS：远程文件服务器RIP：路由信息协议DHCP：动态主机配置协议IGMP：网际组管理协议
2.3、TCP相关知识点前面一节已经非常清楚的分析，欢迎查看：计算机网络-TCP/UDP详解（最全）
3、应用层应用成主要提供应用进程间的网络通信服务，完成用户请求的各种服务。最主要的就是HTTP和HTTPS，前面也大篇幅讲解，自己查收：HTTP/HTTPS详解（最全）
这是关于计算机网络最后一篇文章，里面包含的内容和相关链接，都是干货满满哈，希望大家都能在金三银四的季节找到自己满意的工作！
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