计算机网络
OSI 七层模型
该模型为参考模型
TCP/IP 五(四)层模型
该模型为参考模型的实施。
物理层(比特流)
直接和物理介质打交道的。物理层的设备有网卡,网线,集线器,中继器,调制解调器。
物理层的通信(信道)
有线信道
- 明线:明线是指平行架设在电线杆上的架空线路。(已逐渐被电缆所替代)
- 优点:传输损耗低;
- 缺点:易受天气和环境的影响,对外界噪声干扰比较敏感;
- 对称电缆:由多对双绞线组成的线缆。
- 同轴电缆:一共有四层,从内到外分别是中心导体、绝缘体、外层导体(带屏蔽)和外皮。同轴电缆能以低损耗的方式传输模拟信号和数字信号,适用于各种应用(如电视广播系统、长途电话传输系统、计算机系统之间短距离跳线以及局域网互联)。
- 光纤:光导纤维是由玻璃或塑料制成的纤维,利用光在这些纤维中以全反射原理传输的光传导工具。
无线信道
- 无线电波:以辐射无线电波为传输方式无线信道主要有地波传输,天波传输和视距传输。例如:卫星通讯,电台广播。(常说的 wifi)
小结
在物理层根据传输方式的不同(电、光、无线电波等方式),会获取他们对应的传输信号,再将其转化为 010101 的电信号,单位为比特(bit),所以物理层传输的是比特流。
比如电压根据伏度不同转换 01 数字不同。
数据链路层(数据帧)
在物理层已经可以拿到 01010 的比特流了,但是不知道给谁发过去,谁来接收,接收后用来干什么,所以数据链路层需要将比特流组装成一个数据帧(主要是使用 MAC 地址来组帧)。
建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。将比特组合成字节进而组合成帧,用 MAC 地址访问介质。
MAC 地址:每个网卡的唯一标识。windows 寻找物理地址(MAC 地址):ipconfig/all
有了 MAC 地址和数据帧,就可以进行传播。MAC 地址保证了消息的发送者和接收者,并且知道了数据的内容进行分组。数据链路层以广播的方式在局域网内传播,该局域网内所有的计算机都能接收到消息。
交互方式可以使用交换机等。
网络层(数据包)
网络层控制数据链路层与传输层之间的信息转发,建立、维持和终止网络的连接。数据链路层的数据在网络层被转换为数据包,然后通过路径选择、分段组合、顺序、进出路由等控制,将信息从一个网络设备传递到另一个网络设备中。
它主要做了两件事:
- 寻址:对网络层而言使用 IP 地址来唯一标识互联网上的设备,网络层依靠 IP 地址进行相互通信。
在数据链路层中已经获得了 MAC 地址,但是 Mac 地址众多,查找起来很麻烦。所以会有一个网络地址——IP
- 路由:不同网路之间通信的需要借助的设备。
在同一个网络中的内部通信并不需要网络层设备,仅仅靠数据链路层就可以完成相互通信,对于不同的网络之间相互通信则必须借助路由器等三层设备。
使用互联网的用户在同一个网段中时会产生广播风暴,在该网段中的所有用户都会无差别的进行数据的传播或接收,所以要将用户划分,让他们在不同的网段中,在自己的小网段中进行广播。
互联网就是将无数的子网络构成一个巨大的网络。子网络是网络划分的概念,而子网段是指划分出的具体 IP 地址范围。子网络是在逻辑上划分网络,而子网段是在物理上划分网络。
为了能区分不同的网段,在网络层引入了一个网络地址——IP,也称网址。网络地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。
而这一层有一个规范网络地址的协议,就叫做 IP 协议,遵守这个协议的地址就被称为 IP 地址。
有 IPV4 和 IPV6,IPv4 地址长度为 32 位,通常用点分十进制表示(例如,192.168.1.1);IPv6 地址长度为 128 位,通常用冒号分隔的十六进制表示(例如,2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334)。
传输层(数据段)
主要是定义端口号,控流和校验。
传输协议
TCP
面向连接,三次握手四次挥手,是可靠的传输协议。但是速度会降低。
UDP
具有较好的实时性,效率高于 TCP,但是是不可靠的。由于其速度快,常用于直播。
会话层(报文)
在发送方和接收方之间进行通信时创建、维持、之后终止或断开连接的地方。
表示层(报文)
表示层主要做了几件重要的事情:安全,压缩,也是程序在网络中的一个翻译官。
- 安全:发送方数据发送之前进行加密,在接受者的表示层进行解密。
- 翻译:图片。音频等文件格式进行解码和编码。
ASCII 图片是人类能读懂的计算机需要转换成计算机能读懂的编码。
应用层(报文)
使用最多的一层。例如 ajax 调用接口发送 http 请求,域名系统 DNS,邮件协议 SMTP,webSocket 长连接,SSH 协议等。
报文,比如 f12 的 network 里的数据就叫报文,包括请求头、响应体之内的。