網路五層模型詳解

2021-10-09 03:36:57 字數 1914 閱讀 7831

詳細的分層介紹位址

網路層傳輸層

應用層物理手段,主要規定了網路的一些電氣特徵,作用是負責傳輸0和1的電訊號

它在"實體層"的上方,確定了0和1的分組方式。

乙太網規定,一組電訊號構成乙個資料報,叫做"幀"(frame)。每一幀分成兩個部分:標頭(head)和資料(data)。

乙太網規定,連入網路的所有裝置,都必須具有"網絡卡"介面。資料報必須是從一塊網絡卡,傳送到另一塊網絡卡。網絡卡的位址,就是資料報的傳送位址和接收位址,這叫做mac位址。

每塊網絡卡出廠的時候,都有乙個全世界獨一無二的mac位址,長度是48個二進位制位,通常用12個十六進製制數表示。前6個十六進製制數是廠商編號,後6個是該廠商的網絡卡流水號。有了mac位址,就可以定位網絡卡和資料報的路徑了。

乙太網採用了一種很"原始"的方式,它不是把資料報準確送到接收方,而是向本網路內所有計算機傳送,讓每台計算機自己判斷,是否為接收方。

它們讀取這個包的"標頭",找到接收方的mac位址,然後與自身的mac位址相比較,如果兩者相同,就接受這個包,做進一步處理,否則就丟棄這個包。這種傳送方式就叫做"廣播"(broadcasting)。

有了資料報的定義、網絡卡的mac位址、廣播的傳送方式,"鏈結層"就可以在多台計算機之間傳送資料了。

於是,"網路層"出現以後,每台計算機有了兩種位址,一種是mac位址,另一種是網路位址。兩種位址之間沒有任何聯絡,mac位址是繫結在網絡卡上的,網路位址則是管理員分配的,它們只是隨機組合在一起。

規定網路位址的協議,叫做ip協議。它所定義的位址,就被稱為ip位址。

目前,廣泛採用的是ip協議第四版,簡稱ipv4。這個版本規定,網路位址由32個二進位制位組成。

習慣上,我們用分成四段的十進位制數表示ip位址,從0.0.0.0一直到255.255.255.255。

「子網掩碼」,就是表示子網路特徵的乙個引數。它在形式上等同於ip位址,也是乙個32位二進位制數字,它的網路部分全部為1,主機部分全部為0。比如,ip位址172.16.254.1,如果已知網路部分是前24位,主機部分是後8位,那麼子網路掩碼就是11111111.11111111.11111111.00000000,寫成十進位制就是255.255.255.0。

知道"子網掩碼",我們就能判斷,任意兩個ip位址是否處在同乙個子網路。方法是將兩個ip位址與子網掩碼分別進行and運算(兩個數字都為1,運算結果為1,否則為0),然後比較結果是否相同,如果是的話,就表明它們在同乙個子網路中,否則就不是。

根據ip協議傳送的資料,就叫做ip資料報。

ip資料報也分為"標頭"和"資料"兩個部分。

"標頭"部分主要包括版本、長度、ip位址等資訊,"資料"部分則是ip資料報的具體內容。

ip資料報的"標頭"部分的長度為20到60位元組,整個資料報的總長度最大為65,535位元組。因此,理論上,乙個ip資料報的"資料"部分,最長為65,515位元組。前面說過,乙太網資料報的"資料"部分,最長只有1500位元組。因此,如果ip資料報超過了1500位元組,它就需要分割成幾個乙太網資料報,分開傳送了。

有了arp協議之後,我們就可以得到同乙個子網路內的主機mac位址,可以把資料報傳送到任意一台主機之上了

"傳輸層"的功能,就是建立"埠到埠"的通訊。相比之下,「網路層"的功能是建立"主機到主機"的通訊。只要確定主機和埠,我們就能實現程式之間的交流。因此,unix系統就把主機+埠,叫做"套接字」(socket)。有了它,就可以進行網路應用程式開發了。

我們必須在資料報中加入埠資訊,這就需要新的協議。最簡單的實現叫做udp協議,它的格式幾乎就是在資料前面,加上埠號。

就是有確認機制的udp協議

三次握手

"應用層"的作用,就是規定應用程式的資料格式。

舉例來說,tcp協議可以為各種各樣的程式傳遞資料,比如email、www、ftp等等。那麼,必須有不同協議規定電子郵件、網頁、ftp資料的格式,這些應用程式協議就構成了"應用層"。

這是最高的一層,直接面對使用者。它的資料就放在tcp資料報的"資料"部分。

網路五層模型

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