文件傳輸——TCP/IP協議介紹總結

一、鏈路層

數據鏈路層的工作特性:

1.爲IP模塊發送和接收IP數據報
2.爲ARP模塊發送ARP請求和接收ARP應答(ARP:地址解析協議,將IP地址轉換成MAC地址)
3.爲RARP發送RARP請求和接收RARP應答

鏈路層的主要工作就是對電信號進行分組並形成具有特定意義的數據幀,然後以廣播的形式通過物理介質發送給接收方。

二、網絡層

網絡層引入了三個協議,分別是IP協議、ARP協議、路由協議。IP協議能判斷髮送者和接收者的兩臺主機是否屬於同一個子網;ARP協議能使發送者知道接收者的MAC地址;路由協議能使兩臺主機的數據包發送接收不侷限於一個子網。

1、IP協議

IP協議是TCP/IP協議的核心,所有的TCP,UDP,IMCP,IGMP的數據都以IP數據格式傳輸。要注意的是,IP不是可靠的協議,這是說,IP協議沒有提供一種數據未傳達以後的處理機制,這被認爲是上層協議:TCP或UDP要做的事情。

IP協議是TCP/IP協議的核心,所有的TCP,UDP,IMCP,IGMP的數據都以IP數據格式傳輸。要注意的是,IP不是可靠的協議,這是說,IP協議沒有提供一種數據未傳達以後的處理機制,這被認爲是上層協議:TCP或UDP要做的事情。

2、ARP協議

即地址解析協議,是根據IP地址獲取MAC地址的一個網絡層協議。

(1)每個主機都會在自己的 ARP 緩衝區中建立一個 ARP 列表,以表示 IP 地址和 MAC 地址之間的對應關係。

(2)主機(網絡接口)新加入網絡時(也可能只是mac地址發生變化,接口重啓等), 會發送免費ARP報文把自己IP地址與Mac地址的映射關係廣播給其他主機。

(3)網絡上的主機接收到免費ARP報文時,會更新自己的ARP緩衝區。將新的映射關係更新到自己的ARP表中。

(4)某個主機需要發送報文時,首先檢查 ARP 列表中是否有對應 IP 地址的目的主機的 MAC 地址,如果有,則直接發送數據,如果沒有,就向本網段的所有主機發送 ARP 數據包,該數據包包括的內容有:源主機 IP 地址,源主機 MAC 地址,目的主機的 IP 地址等。

(5)當本網絡的所有主機收到該 ARP 數據包時:

A.首先檢查數據包中的 IP 地址是否是自己的 IP 地址,如果不是,則忽略該數據包。

B.如果是,則首先從數據包中取出源主機的 IP 和 MAC 地址寫入到 ARP 列表中,如果已經存在,則覆蓋。

C.然後將自己的 MAC 地址寫入 ARP 響應包中,告訴源主機自己是它想要找的 MAC 地址。

(6)源主機收到 ARP 響應包後。將目的主機的 IP 和 MAC 地址寫入 ARP 列表,並利用此信息發送數據。如果源主機一直沒有收到 ARP 響應數據包,表示 ARP 查詢失敗。

3、路由協議

通過ARP協議的工作原理可以發現,ARP的MAC尋址還是侷限在同一個子網中,因此網絡層引入了路由協議,首先通過IP協議來判斷兩臺主機是否在同一個子網中,如果在同一個子網,就通過ARP協議查詢對應的MAC地址,然後以廣播的形式向該子網內的主機發送數據包;如果不在同一個子網,以太網會將該數據包轉發給本子網的網關進行路由。

路由協議通過在路由器之間共享路由信息來支持可路由協議。路由信息在相鄰路由器之間傳遞,確保所有路由器知道到其它路由器的路徑。總之,路由協議創建了路由表,描述了網絡拓撲結構;路由協議與路由器協同工作,執行路由選擇和數據包轉發功能。

三、傳輸層

傳輸層提供了兩種到達目標網絡的方式

傳輸控制協議(TCP):提供了完善的錯誤控制和流量控制,能夠確保數據正常傳輸,是一個面向連接的協議。

用戶數據報協議(UDP):只提供了基本的錯誤檢測,是一個無連接的協議。

文件傳輸——TCP/IP協議介紹總結

這一部分內容如果感興趣留意後續文章,會有一篇專門展開來講解兩個協議的內容。

四、應用層

應用層是TCP/IP協議的最高層級,基於三層協議的支持,應用層負責處理特定的應用程序細節,定義數據格式並按照對應的格式解讀數據。應用層定義了各種各樣的協議來規範數據格式,常見的有 HTTP、FTP、SMTP 等。

文件傳輸——TCP/IP協議介紹總結

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