網際網路分層和協議 學習筆記

2022-05-10 08:10:07 字數 3698 閱讀 6250

網際網路的分層

1. 實體層(physical layer

)2. 鏈結層(link layer

)3. 網路層(network layer

)4. 傳輸層(transport layer))

越下面的層,越靠近使用者;越上面的層,越靠近硬體。

網際網路協議

每一層都是為了完成一種功能。為了實現這些功能,就需要大家都遵守共同的規則。大家都遵守的規則,就叫做"協議"

(protocol

)。網際網路的每一層,都定義了很多協議。這些協議的總稱,就叫做"

網際網路協議"(

internet protocol suite

)。它們是網際網路的核心。

各分層的定義和作用

"實體層

",就是把電腦連線起來的物理手段,例如光纜、電纜、雙絞線、無線電波等方式。它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。

"鏈結層

",它在"

實體層"

的上方,確定了0和

1的分組方式。單純的0和

1沒有任何意義,必須規定解讀方式:多少個電訊號算一組?每個訊號位有何意義?

①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。

②mac

位址乙太網規定,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。)

網路層

①ip協議

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。(

ip協議的作用主要有兩個,乙個是為每一台計算機分配

ip位址,另乙個是確定哪些位址在同乙個子網路。)

因為ip

資料報是放在乙太網資料報裡傳送的,所以我們必須同時知道兩個位址,乙個是對方的

mac位址,另乙個是對方的

ip位址。

②arp

協議有了arp

協議,我們就可以得到同乙個子網路內的主機

mac位址,就可以把資料報傳送到任意一台主機之上。

傳輸層

①由來為了區分資料報是提供給哪個程式用的,除了mac

位址和ip

位址,還需要乙個引數,表示這個資料報到底供哪個程式(程序)使用。這個引數就叫做

"埠"(

port

),它其實是每乙個使用網絡卡的程式的編號。每個資料報都發到主機的特定埠,所以不同的程式就能取到自己所需要的資料。

"埠"是0

到65535

之間的乙個整數,正好

16個二進位制位。0到

1023

的埠被系統占用,使用者只能選用大於

1023

"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。

②udp

協議針對埠定義的新的協議。  

udp資料報,也是由"標頭

"和"資料

"兩部分組成。"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:

head - head - head - data

③tcp

協議  

udp協議的優點是比較簡單,容易實現,但是缺點是可靠性較差,一旦資料報發出,無法知道對方是否收到。為了解決這個問題,提高網路可靠性,

tcp協議就誕生了。

這個協議非常複雜,但可以近似認為,它就是有確認機制的udp

協議,每發出乙個資料報都要求確認。如果有乙個資料報遺失,就收不到確認,發出方就知道有必要重發這個資料報了。

應用層

應用程式收到"

傳輸層"

的資料,接下來就要進行解讀。資料必須事先規定好格式,否則根本無法解讀。"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。

總結:

網路通訊就是交換資料報。電腦a

向電腦b

傳送乙個資料報,後者收到了,回覆乙個資料報,從而實現兩台電腦之間的通訊。資料報的結構,基本上是下面這樣:

* 對方的

mac位址

* 對方的

ip位址

(1)最前面的

"乙太網標頭

",設定發出方(本機)的

mac位址和接收方(

dhcp

伺服器)的

mac位址。前者就是本機網絡卡的

macff-ff-ff-ff-ff-ff。(2

)後面的

"ip標頭

",設定發出方的

ip位址和接收方的

ip位址。這時,對於這兩者,本機都不知道。於是,發出方的

ip位址就設為

0.0.0.0

,接收方的

ip位址設為

255.255.255.255。(3

)最後的

"tcp 標頭"

,設定發出方的埠和接收方的埠。這一部分是

dhcp

協議規定好的,發出方是

68埠,接收方是

67埠。

參考:

網際網路協議學習筆記

網際網路協議 一 網際網路協議 二 傳輸屋 transport layer 網路層 network layer 鏈結層 link layer 實體層 physical layer 越往下,越靠近硬體 越往上,越靠近使用者。每一層都定義了很多協議。把電腦連線起來的物理手段 光纜 電纜 雙絞線 無線電波...

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