互联网协议(Internet Protocol Suite)

news/2024/10/22 15:45:39/

互联网实现 可以分为五层。

互联网的每一层,都定义了很多协议。这些协议的总称,就叫做"互联网协议"。

物理层

维基百科解释:在局部局域网上传送数据帧,它负责管理电脑通信设备和网络媒体之间的互通。包括了针脚、电压、线缆规范、集线器、中继器、网卡、主机接口卡等。

电脑们要连起来组个局域网通信,会用光缆、电缆、双绞线、无线电波等。规定了电气特性,负责传送0和1的电气信号。

数据链路层

维基百科解释:负责网络寻址、错误侦测和改错。当表头和表尾被加至数据包时,会形成信息框(Data Frame)。数据链表头(DLH)是包含了物理地址和错误侦测及改错的方法。数据链表尾(DLT)是一串指示数据包末端的字符串。例如以太网、无线局域网(Wi-Fi)和通用分组无线服务(GPRS)等。

确定了0和1的分组方式。“以太网”(Ethernet)的协议,一组电信号构成一个数据包("帧"Frame)。

数据包(帧):Head和Data。
Head含数据包的说明项,如发送者、接受者、数据类型等,长度固定为18字节;
Data是数据包的具体内容,长度最短为46字节,最长为1500字节。因此,整个"帧"最短为64字节,最长为1518字节。如果数据很长,就必须分割成多个帧进行发送。

MAC地址:以太网规定,连入网络的所有设备,都必须具有"网卡"接口。
数据包必须从一块网卡,传送到另一块网卡。网卡的地址,就是数据包的发送地址和接收地址,叫做MAC地址。

广播:以太网采用了一种很"原始"的方式,它不是把数据包准确送到接收方,而是向本网络内所有计算机发送,让每台计算机自己判断,是否为接收方。

网络层

维基百科解释:决定数据的路径选择和转寄,将网络表头(NH)加至数据包,以形成分组。网络表头包含了网络资料。例如:互联网协议(IP)等

网络层作用是引进一套新的地址,使得我们能够区分不同的计算机是否属于同一个子网络。这套地址就叫做"网络地址",简称"网址"。
网址帮助我们确定计算机所在的子网络,MAC地址则将数据包送到该子网络中的目标网卡。

IPv4:网络地址由32个二进制位组成,地址分成两个部分,前一部分代表网络,后一部分代表主机。IP协议的作用主要有两个,一个是为每一台计算机分配IP地址,另一个是确定哪些地址在同一个子网络

子网掩码:表示子网络特征的一个参数,形式上等同于IP地址,也是一个32位二进制数字,它的网络部分全部为1,主机部分全部为0。判断两个IP地址是否处在同一个子网络:将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算(两个数位都为1,运算结果为1,否则为0),然后比较结果是否相同,如果是的话,就表明它们在同一个子网络中,否则就不是。

IP数据包:IP协议发送的数据,放进以太网数据包的Data。IP数据包分为Head和Data。Head含版本、长度、IP地址等信息,长度为20到60字节。Data是IP数据包的具体内容。

ARP协议:是发出一个数据包,其中包含它所要查询主机的IP地址,在对方的MAC地址这一栏,填的是FF:FF:FF:FF:FF:FF,表示这是一个"广播"地址。它所在子网络的每一台主机,都会收到这个数据包,从中取出IP地址,与自身的IP地址进行比较。如果两者相同,都做出回复,向对方报告自己的MAC地址,否则就丢弃这个包。
有ARP协议,可以得到同一子网络内的主机MAC地址,能把数据包发送到任一主机之上。
IP数据包是放在以太网数据包里发送的所以需要知道MAC地址和IP地址。所以规定一种协议能够从IP地址得到MAC地址。此时,如果不在同一子网络获取不到MAC地址只能交给网关。

传输层

维基百科解释:把传输表头(TH)加至数据以形成数据包。传输表头包含了所使用的协议等发送信息。例如:传输控制协议(TCP)等

传输层的功能就是建立"端口到端口"的通信网络层的功能是建立"主机到主机"的通信。只要确定主机和端口,我们就能实现程序之间的交流。

端口:是0到65535之间的一个整数,正好16个二进制位。
0到1023的端口被系统占用,用户只能选用大于1023的端口。

UDP协议:UDP数据包分为Head和Data,放入IP数据包的Data。Head定义了发出端口和接收端口,Data是具体的内容。优点是比较简单,容易实现,缺点是可靠性较差,一旦数据包发出,无法知道对方是否收到。

TCP协议:可以近似认为它就是有确认机制的UDP协议,每发出一个数据包都要求确认。如果有一个数据包遗失,就收不到确认,发出方就知道有必要重发这个数据包了。因此,TCP协议能够确保数据不会遗失。它的缺点是过程复杂、实现困难、消耗较多的资源。

应用层

维基百科解释:提供为应用软件而设计的接口,以设置与另一应用软件之间的通信。例如:HTTP、HTTPS、FTP、Telnet、SSH、SMTP、POP3等

应用层的作用,就是规定应用程序的数据格式。它的数据就放在TCP数据包的"数据"部分

补充:维基百科的OSI模型 (表示层、会话层已被弃用)
维基百科的OSI模型


http://www.ppmy.cn/news/678687.html

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