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1.TCP/IP五层(或四层)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
协议簇。
TCP/IP
通讯协议采用了
5
层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。
-
应用层
:
负责应用程序间沟通
,如简单电子邮件传输(
SMTP
)、文件传输协议(
FTP
)、网络远程访问协议(Telnet
)等。我们的网络编程主要就是针对应用层。
-
传输层
:
负责两台主机之间的数据传输
。如传输控制协议
(TCP)
,能够确保数据可靠的从源主机发
送到目标主机。
-
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的线路(路由)。路由器(
Router
)工作在网路层。
-
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(
Switch
)工作在数据链路层。
-
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
(
双绞 线
)
、早期以太网采用的的同轴电缆(
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(Hub)工作在物理层。
物理层我们考虑的比较少。因此很多时候也可以称为
TCP/IP
四层模型。
方法名称 | 代表性的硬件/软件 | 代表性的协议 |
应用层 | 进程 | http、https、dns、NAT/NAPT |
传输层 | 操作系统(工作在下四层) | TCP、UDP |
网络层 | 路由器(工作在下三层)、Router | IP(IP协议 != IP地址) |
数据链路层 | 交换机(工作在下两层)、Switcher | 以太网帧、ARP |
物理层 | 集线器、Hub |
2.网络设备所在分层
-
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,也即是
TCP/IP
五层模型的
下四
层
;
-
对于一台
路由器
,它实现了从网络层到物理层,也即是
TCP/IP
五层模型的
下三层
;
-
对于一台
交换机
,它实现了从数据链路层到物理层,也即是
TCP/IP
五层模型的
下两层
;
-
对于
集线器
,它只实现了
物理层
;
注意我们这里说的是传统意义上的交换机和路由器,也称为二层交换机(工作在
TCP/IP
五层模型的下两层)、三层路由器(工作在TCP/IP
五层模型的下三层)。
随着现在网络设备技术的不断发展,也出现了很多
3
层或
4
层交换机,
4
层路由器。我们以下说的网络设备都是传统意义上的交换机和路由器。
3.网络分层对应
网络数据传输时,经过不同的网络节点(主机、路由器)时,网络分层需要对应。
以下为同一个网段内的两台主机进行文件传输:
以下为跨网段的主机的文件传输:数据从一台计算机到另一台计算机传输过程中要经过一个或多个路由器
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