嵌入式-计算机网络（二）

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1.OSI的七层模型

2.网络分析工具都有什么？

3.什么是分组交换？优缺点？

4.什么是TCP/IP？

5.说说TCP三次握手和四次挥手过程。

6.为什么需要三次握手？而不是二次握手？为什么需要四次挥手？

内容：

1.OSI的七层模型

OSI 七层模型：

层级	名称（中文）	主要功能
7	应用层	提供网络服务（如 HTTP、FTP、SMTP）
6	表示层	数据格式转换、加密/解密、压缩/解压缩
5	会话层	建立、管理和终止会话（如 RPC）
4	传输层	端到端通信，提供可靠或不可靠的数据传输（如 TCP/UDP）
3	网络层	负责 IP 地址寻址和路由选择（如 IP、ICMP）
2	数据链路层	组帧、错误检测、MAC 地址控制（如以太网、PPP）
1	物理层	比特流传输（如光纤、网线、无线信号）

1.物理层

负责比特流的物理传输（0 和 1），定义传输介质（如双绞线、光纤、无线电波）。
确保原始的数据可在各种物理媒体上传输

2.数据链路层

负责数据的帧传输，提供错误检测与纠正，处理 MAC 地址。
这一层中将bit流封装成frame帧
典型协议：以太网、PPP、MAC 地址（物理地址）。

3.网络层

负责IP 地址寻址和路径选择（路由），保证数据包正确到达目的地。
典型协议：IP（IPv4、IPv6）、ICMP、ARP、RIP、OSPF。
网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。
数据的单位称为数据包（packet）。

4.传输层

每一个应用程序都会在网卡注册一个端口号，该层就是端口与端口的通信。提供数据流控制、错误校验、重传机制等。
主要协议： TCP（可靠传输，面向连接，三次握手）UDP（无连接传输，实时性强但不可靠）
数据的单位称为数据段。

5.会话层

管理主机之间的会话进程，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。
确保数据在正确的顺序传输。
典型协议：RPC（远程过程调用）、SQL 会话管理。

6.表示层

负责数据格式转换（如文本、图片、音视频格式）、加密/解密、压缩/解压缩。
典型协议：SSL/TLS（用于加密），JPEG、MPEG、GIF（数据格式转换）。

7.应用层

这一层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。如网页浏览、电子邮件、文件传输等。
典型协议： HTTP/HTTPS（网页访问）FTP（文件传输）SMTP/POP3/IMAP（电子邮件）DNS（域名解析）

OSI 和TCP/IP 模型对比

OSI 七层	TCP/IP 四层	典型协议
应用层、表示层、会话层	应用层	HTTP、FTP、DNS、SMTP
传输层	传输层	TCP、UDP
网络层	网络层	IP、ICMP、ARP
数据链路层、物理层	网络接口层	以太网、Wi-Fi、PPP

2.网络分析工具都有什么？

Ping

它是一个实用程序，可以帮助人们检查特定的IP地址是否可访问。Ping通过向指定地址发送数据包并等待回复来工作。它还可以测量往返时间并报告错误。
Ping还用于检查本地网络上的计算机是否处于活动状态。

Traceroute

Traceroute：用于跟踪数据包从源主机到目标主机经过的路径。
它通过发送一系列的数据包，每个包在路由器上记录其经过的地址，以示路径和延迟。

nslookup

nslookup 命令可用于许多操作系统，使用它来执行 DNS 查询并接收域名或 IP 地址，或任何其他特定的 DNS 记录。
nslookup命令可以在两种模式下允许交互式和非交互式。当需要返回单一查询的结果，可以使用非交互式模式。

WireShark

WireShark是非常流行的网络封包分析工具，可以捕获、查看和分析网络中的数据包。常用于开发测试过程中各种问题定位。
它可以帮助排查网络故障、分析网络流量以及调试网络协议。

3.什么是分组交换？优缺点？

分组交换

分组交换是一种数据通信技术，它将数据拆分成小的数据包（分组），并通过网络中的不同路径传输，最终在目的地重新组装成完整的信息。

分组交换的工作原理

发送端将数据分割成多个小的数据包（Packet）。
每个数据包包含目的地址、源地址、序号等信息。
利用存储转发技术依次把各数据包发送到接收端。
接收端根据数据包的序号重新组合完整的数据。

优点

高效利用网络资源：适用于突发性数据传输，如网页浏览、视频流等。
传输质量高：分组交换机具有差错控制、流量控制等功能，可实现逐段链路的差错控制(差错校验和重发)
抗故障能力强：数据包可以选择不同路径传输，即使某条路径故障，仍可绕道传输，提高网络稳定性。
可实现分组多路通信：由于每个分组都含有控制信息，所以，分组型终端尽管和分组交换机只有一条用户线相连，但可以同时和多个用户终端进行通信。
支持多用户通信（多路复用）：多个用户可以共享同一网络链路，避免资源浪费。
适用于大规模互联网通信：分组交换技术是TCP/IP 网络（如互联网）的基础，支持全球范围的数据通信。

缺点

时延波动较大（延迟不稳定）：由于数据包采用动态路由，可能走不同路径，造成不同数据包的到达时间不同（时延抖动），不适用于对时延敏感的应用（如传统电话通信）。
数据可能丢失或乱序：由于不同路径的网络拥塞程度不同，某些数据包可能丢失或乱序到达，需要额外的重传和排序机制（如 TCP 协议）。
传输效率低：由于传输分组时需要交换机

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