tcp/ip 五層模型講解

越靠底層就越接近硬件，越靠上層越接近用戶。先從底層看起，理解整個互聯網通信的原理。

物理層(傳輸電信號)

孤立的計算機想要一起玩。就必須用硬件在計算機之間完成組網。以硬件做為介質來傳輸。
物理層：

• 光纜
  
• 電纜
  
• 雙絞線

功能：主要是發生高低電壓(電信號)。高電壓對應1，低電壓對於0。

數據鏈路層(ARP協議)

物理層傳來的單純的電信號0和1沒任何意義。必須規定電信號多少位一組，每組代表什麽意思。
功能：定義了電信號分組方式。

規定

• 一組電信號構成一個數據包，叫做幀。
• 每一組數據幀，包含head 和 數據data 兩部分

head(固定18個字節)

• 發送者/原地址：6個字節
  
• 接收者/目標地址：6個字節
• 數據類型：6個字節

data(46-1500字節)

• 數據包的具體內容

mac 地址

• head包含的目標地址和原地址就是網卡的地址，即mac地址
• 每塊網卡出廠時都被燒制一個世界上唯一的mac地址，長度為48位二進制，通常由12位16進制數表示
• 前6位是廠商編號、後六位是流水線編號

廣播

• 有了mac地址兩臺計算機就能通信了。通過ARP協議獲取另外一臺計算機的mac地址，以廣播的方式進行通信，即靠吼。
• 收到數據包之後拆包，在head部分發現對方發來的目標地址不是自己的就丟棄，是自己的就響應。

ARP協議

• 功能：廣播的方式發生數據包，獲取目標主機的mac地址。
• 協議工作方式：每臺主機ip都是已知的

網絡層(IP協議)

之前有了Ethernet、mac地址、廣播的方式。世界上的計算機就能彼此通信，問題是世界範圍內的互聯網是由一個個小小的隔離的局域網組成，那麽如果所有的通信都采用以太網的廣播方式，那麽一臺機器發生的包全世界都會收到，這不僅僅是效率的問題，這更會是一場災難。
所以，網絡層就出現了。必須有一種方法來區分哪些計算機屬於同一個域，哪些不是。如果是就采用廣播的方式，如果不是，就采用路由的方式。
功能：引入一套新的地址來區分不同的廣播域/子網，這套地址即網絡地址。

IP協議

• 它定義的地址叫做ip地址，廣泛采用iPv4，它規定用32位二進制表示
• 範圍：0.0.0.0 - 255.255.255.255
• 一個ip地址通常寫成4段十進制數：192.168.0.1

組成

• 網絡部分：標識子網
• 主機部分：標識主機
  
• 註意：單純的ip地址段只是標識了ip地址的種類，根據網絡部分或主機部分並不能判斷二者是否處於同一子網。

子網掩碼

所謂”子網掩碼”，就是表示子網絡特征的一個參數。它在形式上等同於IP地址，也是一個32位二進制數字，它的網絡部分全部為1，主機部分全部為0。比如，IP地址172.16.10.1，如果已知網絡部分是前24位，主機部分是後8位，那麽子網絡掩碼就是11111111.11111111.11111111.00000000，寫成十進制就是255.255.255.0。

知道子網掩碼就可以判斷，任意兩個ip是否處於同一子網絡。將兩個ip地址與子網掩碼分別進行and運算(兩個數位加1，運算結果都是1則為1,，否則為0)，最後比較結果即可。

ip數據包

• head
• data
• 直接放在以太網包的data部分。

傳輸層(TCP和UDP協議)

網絡層的IP協議幫我們區分子網，數據鏈路層的ARP協議幫我們區分mac地址找到主機。然後大家用的卻是應用程序，比如說騰訊QQ、愛奇藝...
怎麽知道找到主機的應用程序呢，答案就是端口。

功能：建立端口與端口之間的通信

端口範圍：0 - 65535 ，0 - 1023 為系統占用端口

應用層(http協議、ftp協議、https協議)

用戶使用的都是應用程序，均工作與應用層，大家都可以開發自己的應用程序，數據多種多樣，必須規定好數據的形式。

功能：規定應用程序的數據格式

002---tcp/ip五層詳解