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網路基礎(網路背景,協議,封裝,分用)

網路背景:
1.網路發展:
獨立模式:計算機之間相互獨立。
網路互聯:多臺計算機連線在一起,完成資料共享;
區域網LAN:計算機數量多了,通過交換機和路由器連線在一起。
區域網(Local Area Network)是在一個區域性的地理範圍內(如一個學校、工廠和機關內),將各種計算機、外部裝置和資料庫等互相聯接起來組成的計算機通訊網,簡稱LAN。它可以通過資料通訊網或專用資料電路,與遠方的區域網、資料庫或處理中心相連線,構成一個大範圍的資訊處理系統。
廣域網WAN:將遠隔千里 的計算機連線在一起;

2.協議:
計算機之間的傳輸媒介是光訊號和電訊號,通過“頻率”和“強弱”來表示0和1這樣的資訊,要想傳遞各種不同的資訊,就需要約定好雙方的資料格式。

網路協議:
OSI模型(開放系統互連):七層網路模型稱為開放式互聯參考模型,是一個邏輯上的定義和規範。
OSI最主要的功能是幫助不同型別的主機實現資料傳輸;
它的最大優點是將服務、介面、協議這三個概念明確地區分來。

分層模型 功能 每層功能概覽
應用層 針對特定的應用協議 電子郵件協議、遠端登陸協議、檔案傳輸協議
表示層 裝置固有資料格式和網路標準資料格式的轉換 接收不同表現形式的資訊
會話層 通訊管理,負責建立和斷開通訊連線 何時建立連線,何時斷開連線以及保持多久的連線
傳輸層 管理兩個節點之間資料傳輸,負責可靠傳輸(確保資料被可靠地傳送到目標地址 是否有資料丟失
網路層 地址管理與路由選擇 負責為分組交換網上的不同主機提供通訊服務,在傳送資料時,網路層把運輸層產生的報文段或使用者資料報封裝成分組或包進行傳送。
資料鏈路層 互聯裝置之間傳送和識別資料幀 資料幀與位元流之間的轉換
物理層 以“0”、“1”代表電壓的高低、燈光的閃滅。界定聯結器和網線的規格,透明地傳輸位元流 位元流與電子訊號之間的切換

TCP/IP五層(四層)模型:

分層模型 功能 每層功能概覽
應用層 針對特定的應用協議,負責程式間溝通 電子郵件協議、遠端登陸協議、檔案傳輸協議
傳輸層 負責兩臺主機之間的資料傳輸 接收不同表現形式的資訊,如傳輸控制協議(TCP),能夠保證資料可靠的從源主機發送到達目的主機
網路層 地址管理與路由選擇 負責為分組交換網上的不同主機提供通訊服務,在傳送資料時,網路層把運輸層產生的報文段或使用者資料報封裝成分組或包進行傳送。
資料鏈路層 負責裝置之間的資料真的傳送與識別 例如網絡卡的驅動、幀同步、衝突檢測、資料差錯校驗等工作,有乙太網、令牌環網、無線LAN、交換機、透明網橋
物理層 負責光/電訊號的傳遞方式,透明地傳輸位元流 同軸電纜、光纖、wifi無線網使用電磁波

經典裝置在各層中的作用:

  • 集線器:應用在物理層,只實現物理層協議
  • 交換機:應用在資料鏈路層,實現了從資料鏈路層到物理層
  • 路由器:應用在網路層,實現了網路層到物理層

  • 主機:它的作業系統實現了從傳輸層到物理層。

  • 網橋:在資料鏈路層,它根據MAC幀的目的地址對收到的幀進行轉發和過濾。當網橋收到一個幀時,並不是向所有的介面轉發此幀,而是先檢查此幀的目的MAC地址,然後再確定將該幀轉發到哪一個介面,或者把他丟棄。擴充套件網路和通訊手段,在各種傳輸介質中轉發資料訊號,擴充套件網路的距離。

3.資料包封裝與分用:
封裝的好處:使用者不需要考慮底層的實現細節就能直接使用
分層的好處:<1>.上層不用理解下層協議的實現,只使用下層提供的服務(解耦和)。<2>.每層協議可以靈活地進行替換(也是因為各層之間耦合低)
<1>.同一網段內兩臺主機進行檔案傳輸:
這裡寫圖片描述
封裝:從客戶端自頂向下封裝,每一層都增加報頭資訊。
分用:從乙太網程式到伺服器每一層都剝掉相應的首部,這個過程叫做分用。
<2>.不同網段的主機的檔案傳輸:資料從一臺計算機到另一臺計算機傳輸過程中要經過一個或多個路由器:
這裡寫圖片描述
路由器橫跨兩個網路
資料的封裝和分用:

  • 在不同的協議層對資料包有不同的稱謂,在傳輸層叫做段,在網路層叫做資料報,在鏈路層叫做幀。
  • 應用層資料通過協議棧發到網路上時,每層協議都要加上一個資料首部,稱為封裝。
  • 首部資訊包含了一些類似於首部有多長,載荷有多長,上層協議是什麼等資訊。
  • 資料封裝成幀後發到傳輸介質上,到達目的主機後每層協議再剝掉相應的首部,根據首部中的“上層”協議欄位將資料交給對應的上層協議處理。