快速理解網路通訊協議總結

2021-10-22 22:28:01 字數 2952 閱讀 1114

一、在四層網路模型的基礎上,可以將實體(各種硬體裝置)歸為最下面一層,抽象出實體層。

越往上的層越靠近使用者, 我們做 web 開發主要關注的是應用層(http協議), 底下的各層直接接觸的比較少,可以大概的了解下各層是負責什麼的就行了, 出問題的時候知道怎麼排查。

1、實體層:

兩台電腦要相互通訊, 這個通訊就必須有乙個介質, 這個介質將電腦連起來的光纜、電纜、雙絞線、無線電波等方式。 這個就叫「實體層」, 他是把電腦連起來的物理手段, 主要規定了網路的一些電氣特性,作用是負責傳送0和1的電訊號。

定義 :

物理層中單純提供高低電平表示的0101沒有任何意義,必須規定乙個解讀方式, 多少個電訊號算一組, 每個訊號位有什麼意義? 而這個就是鏈路層的功能,統一規定這些0101的解讀方式。

乙太網協議:

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)。

"標頭"包含資料報的一些說明項,比如傳送者、接受者、資料型別等等;"資料"則是資料報的具體內容。

乙太網資料報的"標頭",包含了傳送者和接受者的資訊。傳送者和接受者是如何標識呢?

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。

廣播 :

定義位址只是第一步,當有多台裝置的時候,怎麼確定要把訊息發給哪台裝置呢?就是採用廣播的方式, 讓所有裝置都收到訊息,然後自己判斷訊息是不是給自己的, 不是則丟棄,是則處理。

3、網路層:

由來:按照上面的模式, 確實可以做到通過廣播的方式找到全世界任何一台機器,但是想象一下, 全世界這麼多機器全部使用廣播的方式通訊, 結果可能收到的一億個包裡面都沒有我們需要的乙個包,這樣設計是災難性的,所以不能做得太大,只能侷限在傳送者所在的子網路使用。

而網際網路是無數這樣的子網路共同組成的乙個巨型網路,很像想象上海和洛杉磯的電腦會在同乙個子網路,這幾乎是不可能的。

鏈路層解決了子網內機器通訊的問題(廣播), 那麼各個子網之間的通訊就在網路層解決。

"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。 網路位址幫助我們確定計算機所在的子網路,mac位址則將資料報送到該子網路中的目標網絡卡。因此,從邏輯上可以推斷,必定是先處理網路位址,然後再處理mac位址。

而我們常說的 ip 其實就是網路層的ip協議, 目前使用最廣泛的是 ipv4(第四版)

ip資料報:

遵守ip協議發出的資料報就是ip資料報, ip資料報也分為"標頭"和"資料"兩個部分:

4、傳輸層:

而傳輸層就是這個用途的,他引入「埠」的概念, 乙個埠只能被乙個程序占用,那麼你知道這個包是哪個埠傳過來的, 你也就知道這個包應該給哪個程序了。

傳輸層說的最多的是 tcp/udp 協議。需要實現上述功能,最簡單的方式就是 udp 協議,它的格式幾乎就是在資料前面,加上埠號。

"標頭"部分主要定義了發出埠和接收埠,"資料"部分就是具體的內容。然後,把整個udp資料報放入ip資料報的"資料"部分,而前面說過,ip資料報又是放在乙太網資料報之中的,所以整個乙太網資料報現在變成了下面這樣:

5、應用層:

實現上面幾層之後,兩個程式相互通訊的條件就有了,但是這不等於兩個程式就可以進行溝通協作了(比如埃及人和中國人相遇, 他們鞥聽見彼此說話,但是卻無法溝通、合作,因為理解不了對方表達的意思)。

程式同樣也是這樣, 這就需要大家有乙個彼此都能理解的語言(約定), 大家都遵循這個約定,就能彼此溝通了。

所以就有了各種應用層協議,比如 http、 ftp 等。

因此,現在的乙太網的資料報就變成下面這樣:

整體回顧下,我們現在的網際網路幾層協議的分工和定位如下 :

1、實體層 : 各種廠家生產的各種硬體。

4、傳輸層:負責定位機器上的程式,靠埠定位程式,實現程式與程式之間的通訊。

5、應用層:負責各個程式之間通訊時候的「翻譯」,規定了通訊的格式等。

舉例 :

比如我訪問瀏覽器的時候, 在瀏覽器敲下問**, 先通過應用層 http 協議對我傳送的內容進行封裝,然後交給下面傳輸層的tcp協議對http包進行封裝(頭部接了埠等資訊),下面的網路層對tcp包進行封裝(加入ip位址等)得到ip包,再下面的鏈路層再對ip包進行封裝(加了mac位址等)得到乙太網包【當然其中還包括資料格式的轉化等】。

傳輸的時候先根據子網掩碼等排到對方與自己是否在同乙個子網, 如果在,則直接通過廣播的方式傳送給對方,如果不在,則先把包傳送給閘道器,閘道器再通過路由的方式將包傳送對應ip位址的子網中, 另乙個子網的閘道器再溝通廣播的方式將包傳送給目標位址(用mac定位)。

上圖中,1號電腦要向4號電腦傳送乙個資料報。它先判斷4號電腦是否在同乙個子網路,結果發現不是(後文介紹判斷方法),於是就把這個資料報發到閘道器a。閘道器a通過路由協議,發現4號電腦位於子網路b,又把資料報發給閘道器b,閘道器b再**到4號電腦。

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網路協議是構成網路的基本元件之一,協議是若干規則和協定的組合,一般指機器1的第n 層與機器2的第 n層的對話,這種對話中所使用的若干規則和約束便稱為第 n層網路協議。tcp ip 網路體系結構模型就是遵循 tcp ip 協議進行通訊的一種分層體系,現今,internet 和intranet 所使用的...

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網路通訊協議

一 osi模型 名稱 層次 功能 物理層 1 實現計算機系統與網路間的物理連線 資料鏈路層 2 進行資料打包與解包,形成資訊幀 網路層 3 提供資料通過的路由 傳輸層 4 提供傳輸順序資訊與響應 會話層 5 建立和中止連線 表示層 6 資料轉換 確認資料格式 應用層 7 提供使用者程式介面 二 協議...