云计算课程：OSI七层模型详解，协议划分，以及虚拟机网络设置三种方法
目录
前言：
OSI七层模型，即开放式系统互联参考模型（OSI/RM），是国际标准化组织（ISO）制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准框架，目的是实现不同设备和系统的互联互通与标准化。本文将带领读者对这方面内容以及虚拟机网络连接方面做一个详解。
一.OSI七层模型
1.关于OSI各层级具体内容
OSI模型（开放式系统互联模型）是国际标准化组织（ISO）提出的网络通信框架，将网络通信划分为七个层次，每层负责特定功能，确保不同系统之间的互操作性。
应用层：提供用户与网络之间的接口，支持应用程序间的通信。常见协议包括HTTP、FTP、SMTP、DNS等。
表示层：负责数据的格式化、加密和解密，确保不同系统间数据的兼容性。支持数据压缩和语法转换。
会话层：管理通信会话的建立、维护和终止，提供同步和恢复功能，确保数据传输的完整性。
传输层：提供端到端的数据传输服务，负责分段、流量控制和错误恢复。主要协议有TCP和UDP。
网络层：负责数据包的路由和转发，选择最佳路径传输数据。常见协议包括IP、ICMP、ARP等。
数据链路层：提供点对点的数据传输，负责帧的组装、传输和错误检测。支持以太网、Wi-Fi等技术。
物理层：定义硬件设备和传输媒介的规范，负责比特流的传输，如通过光纤或无线电波。
2.关于相关协议
物理层：负责比特流的传输，定义物理设备标准，如网线接口类型、传输速率等。这一层的数据单位是比特。
数据链路层：负责将比特组合成帧，进行硬件地址寻址和差错校验。常用协议有IEEE 802.3有线局域网(以太网)标准、IEEE802.11无线网标准。
网络层：负责逻辑地址寻址和路径选择，实现不同网络之间的通信。常用协议有IP（互联网协议）、ICMP（互联网控制信息协议）和IGMP（组管理协议）、ARP（地址解析）、 RARP（逆地址解析洗协议）。
传输层：定义传输数据的协议端口号，进行流控和差错校验。常用协议有TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。
会话层：负责建立、管理和终止会话。常用协议有SSL（安全套接字层协议）和TLS（传输层安全协议）。
表示层：负责数据的表示、安全和压缩。常用格式有JPEG、ASCII和EBCDIC。
应用层：提供网络服务与最终用户的接口。常用协议有HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）、SMTP（简单邮件传输协议）、DNS（域名系统）、HTTPS、TFTP、SNMP（简单管理协议）、DHCP 。
3.数据封装和解封装
封装涉及到数据在发送前按照协议层次结构添加头部信息。这个过程从应用层开始，一直到物理层。每一层都会在数据前添加一个协议头部，这个头部包含了传输该层数据所需的信息。
例如，在传输层，数据被分割成小的数据段，并为每个数据段封装TCP头部，其中包含端口号等关键信息，即源端口和目标端口。
在网络层，数据段会被封装上IP头部，包括IP地址等信息，即源IP和目标IP。
在数据链路层，数据包会被封装上MAC头部，包括MAC地址等信息，即源MAC地址和目标MAC地址。
最后，在物理层，所有的数据会被转换成比特流进行传输。
4.对应各层级的关系
应用层 计算机
传输层 防火墙
网络层 路由
数据链路层 交换机
物理层 网卡
二.子网划分
1.何为IP地址
IP地址就是在网络中设备的唯一标识，相当于“网络地址”。每一个连接互联网的设备都有一个独立且唯一的IP地址，用于在网络中进行数据传输和通信。
2.IP地址的组成部分
IP地址有两部分组成：
2.1 网络号（网络ID ） 表示所在的网络
2.2 主机号（主机ID） 表示该网络中的具体的设备
比如 ： 192.168.10.10
网络号： 192.168.10
主机号： 10
3.国际公网
3.1 公网
IPV4 地址按照网络规划被分为 A B C D E 五类
地址范围 默认子网掩码 用途
A 1.0.0.0 ~126.255.255.255 255.0.0.0 大型网络
B 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255 255.255.0.0 中型网络
C 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255 255.255.255.0 小型网络
D 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255 组播
E 240.0.0.0 ~ 255.255.255.255 研究保留
3.2 私网
A 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
B 172.16.0.0 ~ 173.31.255.255
C 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255
三.虚拟机网络的三大连接方式
1.桥接网络接入方式
桥接模式会将虚拟机模拟成一个与主机在同一局域网内的独立物理设备，拥有独立的 IP 地址，但和主机共用一个网关以及DNS。
在此情况下，虚拟机可直接访问外部网络（如互联网），同时局域网内其他设备也能直接访问该虚拟机。一般需要将其作为局域网内独立的服务器使用时，可以使用此方式接入。
2.NAT网络接入方式
NAT 模式下，虚拟机通过主机的网络进行地址转换来访问外部网络，虚拟机在主机私有网段内拥有 IP，外部无法直接访问。
虚拟机可访问外部网络，但外部网络（含局域网其他设备）无法直接访问虚拟机；虚拟机与主机之间可正常通信。
一般情况下，如果仅需求使用虚拟机传输文件，，可以使用此方式接入。
3.仅主机模式网络接入
仅主机模式仅允许虚拟机与主机之间通信，完全隔离外部网络（包括互联网和局域网其他设备）。
这种情况下，虚拟机与主机可正常交互，但无法访问外部网络，外部设备也无法访问虚拟机。
一般来说，如果需求搭建测试环境，不允许有外部因素打扰时，可以采用这种方式接入。
总结：
本文着重解析了OSI七层结构的具体内容及作用，相关协议，以及相关的对应关系，还讲解了国际公用的以及私用的网络IP，并对虚拟机接入网络的三种方式以及其具体应用场景和使用原因做了详细的介绍，希望对各位读者有帮助，谢谢！
更多推荐
13
0- 0
已为社区贡献10条内容
所有评论(0)