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你想要知道的计算机五层网络模型

前言

最近在复习网络这方面的知识,以前我对五层网络模型的概念只停留在有哪五层每层是什么。经过几天深入了解,我终于自闭了!

不过也正是因为如此才需要不断的努力。

五层网络模型

五层网络模型分别包括:物理层 , 数据链路层 , 网络层 ,传输层 , 应用层。

物理层

将比特流与电子信号进行转换。在计算机的世界中都是以0和1组成的(比特流)。设备在运转的过程中是通过电信号来动作的,低电位为0高电位为1。

数据链路层

定义了通信介质相互连接的设备之间,数据传输的规范。在数据链路层中不在是以 0 和 1 序列的数据,数据会按照一定的规范分割成一个个“帧”,以帧的形式进行传输。不同的设备间的通信,数据传输的规范不同。

以太网协议

以太网协议规定,一组电信号构成一个数据包,我们把这个数据包称之为帧。每一个桢由标头(Head)和数据(Data)两部分组成。

Head部分存放者这个数据的说明,发送者和接收者的信息,Data存放者具体数据的内容。

一般来说一个帧的长度为 64 ~ 1518 个字节。

MAC 地址

连入网络的每一个计算机都会有网卡接口,每一个网卡都会有一个唯一的地址(在网卡制作的时候就被写入在设备内部),这个地址就叫做 MAC 地址。计算机之间的数据传送,就是通过 MAC 地址来唯一寻找、传送的。

广播

我们都知道计算机之间的通信是通过MAC地址访问另一台计算机来实现的。但是并不是一个计算机只能链接一个计算机,有可能是很多计算机之间都连在一起,那么怎么样才能找到想要 MAC 地址地址呢?

MAC 是通过广播的形式确定目标计算机的。

计算机 A 要发数据给 C ,与 A 同时链接的还有 B 和 D,A 会同时向 B C D 发送数据。所发数据中的 MAC 的地址会与目标计算机的 MAC 进行地址匹配,MAC 地址匹配的计算机(C)就会接受这个数据,MAC地址不匹配的计算机(B、D)就会丢弃这个数据。

就像老师在广播市点名让张三来王老师办公室一趟,张三听到了信息准备执行下一步操作(具体去不去就不知道了),李四、赵五一听名字不是自己,继续干之前做的事情。

ARP 协议

地址解析协议,即ARP(Address Resolution Protocol),是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议

一台计算机如果想要访问到另一台计算机的MAC地址就需要通过ARP协议来实现。那么MAC地址可以改吗?答案是肯定是不行的,但是可以伪造一个。:D

网络层

选择合适的网间路由和交换结点,确保计算机通信的数据及时传送。简单来说就是更快更高效的找到目标主机

IP协议

IP是网络之间信息传送的协议,可将IP信息包从源设备(例如用户的计算机)传送到目的设备(例如某部门的www服务器)。为了达到这样的目的,IP必须依赖IP地址IP路由器两种机制来实现。

在因特网中,IP协议是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则,规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统,只要遵守IP协议就可以与因特网互连互通。

IP协议实际上是一套由软件程序组成的协议软件,它把各种不同“帧”统一转换成“IP数据报”格式,这种转换是因特网的一个最重要的特点,使所有各种计算机都能在因特网上实现互通,即具有“开放性”的特点。正是因为有了IP协议,因特网才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络。

IP地址

IP地址是因特网IP协议中非常重要的内容,它规定了每台因特网上的计算机都有一个唯一地址,叫做IP地址。由于这种唯一的地址,确保了计算机在因特网上能够更高效的找到资源对象。

目前IP地址的划分规则有IP4和IP6。以IP4为了,将IP地址划分成5类

就算这样划分IP一共也才2^32,除去一些特用的IP和一些不能用的IP,剩下可用的不到40亿,肯定是不够用的。于是就出现了子网。通过子网及子网掩码来解决这个问题。

子网

子网就是将主机地址的几位用来做网络地址来将网络划分为若干个子网,便于管理还能减少IP的浪费。

同一个子网中的计算机可以互相访问,不同子网的计算机需要通过网关转发才能访问别的子网中的计算机。子网掩码就是用来判断两个计算机是否在同一个子网中。

随着科技不断的发展,需要联网的东西越来越多,就算用了子网也不够,于是乎出现了新的IP6

网间路由

网间路由提供了一个更高效和及时的方式,将资源传输到目的站。

传输层

负责向两台主机进程之间的通信提供通用的数据传输服务。

会最佳的利用网络资源,为两个端系统的会话层之间,提供建立、维护和取消传输连接的功能。

在传输层中,数据已经到了我们的计算机当中,但是数据给哪个程序并没有指定。于是乎就有了端口,计算机上的每一个程序占用一个端口,数据传输层协议中会标明这个端口号,以此将数据准确的传递给对应的客户端。

传输层常见的协议有:传输控制协议-TCP,用户数据协议-UDP。

应用层

用层协议定义是应用进程之间的通行和交互规则。

对于不同的网络应用需要不同的应用层协议。协议规定了交换信息的类型、 语法和响应规则等。如HTTP协议,DMS协议,FTP协议。

总结

在互联网中,我们想要在 A 计算机中获取 B 计算机中的数据,就必须要经过这五层。

数据经过 应用层 --> 运输层 --> 网络层 --> 数据链路层 --> 物理层 层层嵌套。到达目的地之后再层层解析。

参考链接

百度百科(关键词搜索):IP,子网,网间路由,ARP

blog.csdn.net/qq_40979622…

www.360doc.com/content/18/…

juejin.im/post/5e008a…

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