Linux(十六)网络基础:网络初识

网络协议初识

协议分层
OSL七层模型
* OSL七层网络模型称为开放式系统互连参考模型,是一个逻辑上的定义和规范
* 把网络从逻辑上分为了七层,每一层都有相关,相对应的物理设备,比如路由器,交换机。
* OSL七层模型是一种框架性的设计方法,其最主要功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输;
* 它的最大优点是将服务,接口和协议这三个盖面明确的区分开来,概念清楚,理论也就比较完整,通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间可以实现可靠地通讯;
* 但是它复杂又不适用;所以我们一般学习TCP/IP四层模型
* 这里写图片描述

TCP/IP五层模型

TCP/IP是一组协议的代名词,它还包括许多协议,组成了TCP/IP的协议族。
TCP/IP通讯协议采用了五层的层级结构,每一层都呼叫他的下一次锁提供的网络来完成自己的需求
*物理层:负责光/电信号的传递方式,比如现在以太网通用的网线,早期以太网采用的同轴电缆(现在主要用于有线电视)、光纤,现在的WiFi无线网使用电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等。集线器工作在物理层。
*数据链路层:负责设备之间的数据帧的传送和识别,例如网卡设备的驱动、帧同步(就是说从网线上检测到什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(如果检测到冲突就自动重发)、数据差错校验等工作。有以太网,令牌环网,无线LAN等标准,交换机工作在数据链路层。
*网络层:负责地址管理和路由选择。例如在IP协议中,通过IP地址来标识一台主机,并通过路由表的方式规划出两台主机之间的数据传输线路(路由)。路由器工作在网络层。
传输层:负责两台主机之间的数据传输。如传输控制协议,能够确保数据可靠地熊源主机发送到目标主机。
应用层:负责应用程序间沟通,如简单点子邮件传输,文件传输协议,网络远程访问协议等。我们的网络编程主要针对应用层。

由于我们物理层考虑的比较少,因此很多时候也称为TCP/IP四层模型

一般而言
*对于一台主机,它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容;
*对于一台路由器,它实现了从网络层到物理层;
*对于一台交换机,它实现了从数据链路层到物理层;
*对于集线器,它只实现了物理层;

网络传输基本流程

这里写图片描述
主机A从应用层发数据时,应用层堆数据进行了包装,它在要传输的数据上加了一个应用层首部AH,继续向传输层传送。

传输层接收到应用层的数据后,将数据+应用层AH当做数据,给它进行包装,加上自己的首部,此时的数据变为数据+应用层AH+传输层PH,继续向网络层传递。
以此类推,数据每传递一层,便增加相应协议的首部。
直到传输至数据链路层,数据链路层将加了自己首部的数据交给物理层后,转换为高低跳跃的比特流,这个时候的数据才能在线路上传输。
接受端与发送过程相反,在接受主机B上,能够通过电信号识别出比特流,将收到的信息传递给数据链路层。
数据链路层收到数据后,剥离发送时添加的数据链路层首部DH,把数据提取出来,递交给网络层,
同理网络层剥离自己的首部NH,还原后将数据递交给传输层,最后到应用层将其首部AH剥离后,就可以还原成最原始的发送数据

其中这里面的数据是怎么从数据链路层传输到路由器,又怎么冲路由器传输到主机B的,主机B收到信息后,又是如何将信息传给相对应的进程,我们后面再说

数据包的封装和分用
*不同的协议层对数据包有不同的称为,在传输层叫做段,在网络层叫做数据报,在链路层叫做帧
*应用层数据通过协议栈发到网络上时,每层协议都要加上一个数据首部,称为封装
首部信息中包含了一些类似于首部有多长,再和有多长,上层协议是什么等信息,
数据封装成帧后发送到传输介质上,到达目的主机后每层协议剥离掉相应的首部,根据首部的“上层协议字段”将数据交给对应的上层协议处理

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