注:本文是 計算機網絡體系結構(3)—分層思想舉例的筆記(視頻製作不錯)
計算機網絡體系結構分層處理方法案例
背景: 通過一個具體網絡通信案例來看看計算機網絡體系結構分層處理方法
案例如下:在如下的網絡拓撲結構中,主機屬於網絡N1; Web服務其屬於網絡N2, N1和N2通過一個路由器互連,我們使用主機和服務器之間進行通信,在pc的瀏覽器上輸入網址,主機會向Web服務器發送請求;Web服務器收到請求後,會發迴響應,主機收到響應後,將其解析爲具體的網頁內容顯示出來;在這個過程中實際上是瀏覽器進程和web服務器進程基於網絡的通信
上述只是一個簡單的過程,主要用於說明計算機網絡分分層處理方法;那麼體系機構的各層在整個過程中起到怎麼樣的作用呢?
體系結構中各層在通信過程中起到什麼樣的作用
從主機端按體系結構自頂向下的順序來看,分別從應用層,網絡層,傳輸層,鏈路層和物理層來看
應用層
應用通過應用進程間的交互來完成特定網絡應用(進程:主機中正在應用的程序)
應用層按HTTP協議的規定,構建一個HTTP報文,讓後交付給下層的網絡層;
運輸層
應用層將HTTP請求報文交付給運輸層處理,運輸層給HTTP請求報文添加一個TCP首部,使之成爲TCP報文段。(運輸層還有其他協議,該過程使用TCP協議)
該首部的作用主要是爲了區分應用進程,以及實現可靠傳輸。
運輸層的主要任務是:負責向兩個主機中進程之間的通信(多種應用可以使用同一個運輸層服務)提供通用的數據傳輸服務。
網絡層
運輸層將TCP報文段交付給網絡層處理,網絡層給TCP報文段添加一個IP首部,使之成爲IP數據包
該首部的作用主要是爲了使IP數據報可以在互聯網上傳輸,也就是被路由器轉發
數據鏈路層
網絡層將IP數據報交付給數據鏈路層處理,數據鏈路層給IP數據報添加一個首部和一個尾部,使之成爲幀
假設網絡N1是以太網,這是以太網幀首部的格式,該首部的作用主要是爲了讓幀能夠在一段鏈路上或一個網路上傳輸,能夠被相應的主機接受,以太網幀尾部的格式,其作用是爲了讓目的主機檢查所接受到的幀是否有誤碼
物理層
數據鏈路層將幀交付給物理層,物理層將幀看作是比特流,由於網絡N1是以太網,因此物理層還會給該比特流前面添加前導碼,其作用是爲了讓目的主機做好接受幀的準備
物理層將加有前導碼的比特流,變換成相應的信號發送到傳輸媒體,信號通過傳輸媒體到達路由器
看一下路由器的處理過程
當比特流到達路由器的時候,
- 物理層將信號變換爲比特流,然後去掉前導碼後,將其交付給數據鏈路層,這實際上交付的是幀
- 數據鏈路層將幀的首部和尾部去掉後,將其交付給網路層,這實際上交付的是IP數據報
- 網絡層解析IP數據報的首部,從中提出目的網絡地址,然後查找自身的路由表,確定轉發端口
- 網絡層將IP數據報交付給數據鏈路層,數據鏈路層給IP數據報添加一個首部和一個尾部使之成爲幀
- 數據鏈路層將幀交付給物理層,物理層將幀看作是比特流,由於網絡N2是以太網,因此物理層還會給該比特流添加前導碼
- 物理層將添加有前導碼的比特流發送到傳輸媒體
經歷過程:物理層->網絡鏈路層->網絡層->鏈路層->物理層
信號通過傳輸媒體到達web服務器,我們來看Web服務器的處理過程。
Web服務器的處理過程的過曾就是PC端處理的逆過程;當服務器的應用層解析請求後,給主機發回HTTP響應報文,和之前的過程類似:
- HTTP響應報文需要在Web服務器層層封裝,
- 然後通過物理層變換成相應的信號,
- 再通過傳輸媒體傳輸到路由器,
- 路由器轉發該響應報文給主機,
- 主機通過物理層將收到的信號轉換成比特流,之後通過逐層解封,
- 最終取出HTTP響應報文
補充
下面知識可以暫且做了解
習題部分
網絡層:IP層
ICMP(Internet Control Message Protocal)網際層控制報文協議
練習題5: 600B/(600B+6*20B) = 0.8333