网络分层之TCP/IP五层模型

1、TCP/IP五层模型分别是:

TCP/IP通讯协议采用了5层的层级结构,每一层都传输到它的下一层所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(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.

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.

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.

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.

应用层: 负责应用程序间沟通,如超文本传输协议(HTTP) 、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.

2、各层代表硬件:

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;如果主机是应用层,七层模型都可以进行数据解析/格式化。

对于一台路由器, 它实现了从网络层到物理层;网络层以内的所有层都可以解析数据/格式化(物理层、数据链路层、网络层)。

对于一台交换机, 它实现了从数据链路层到物理层;交换机在真实数据上不会进行数据包装而是直接发送,而路由器则会将数据链路层的数据帧进行包装.

对于集线器, 它只实现了物理层;作用只是转发数据

3、各种协议:

IP协议: 定位网络中某一台主机。在网络层包装IP地址。

HTTP协议: 网络通信协议(超文本传输协议)

FTP协议: 文件上传协议

SMTP协议: 发送邮件协议

DNS协议: 域名解析协议

Telnet协议: 网络远程访问协议

ARP协议: 建立IP地址与MAC地址的映射。

TCP/UDP协议: 传输控制协议

4、MAC地址、IP地址、Port端口号:

1)IP地址

为互联网中的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,来和物理地址区分。

在网络中唯一标识一台主机,保证了用户在连网的计算机上操作时,能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。IP地址的表示:

我们通常也使用 “点分十进制” 的字符串表示IP地址, 例如 192.168.0.1 ; 用点分割的每一个数字表示一个字节, 范围是 0 - 255;

IP地址分类:IPV4/IPV6

IPv4采用32位地址长度,只有大约43亿个地址,而IPv6采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供地址

2)MAC地址:

MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点,硬件设备来找主机是通过MAC地址来找的。

长度为48位, 及6个字节. 一般用16进制数字加上冒号的形式来表示(例如: 08:00:27:03:fb:19)

在网卡出厂时MAC地址就确定了, 不能修改. mac地址通常是唯一的(虚拟机中的mac地址不是真实的mac地址, 可能会冲突; 也有些网卡支持用户配置mac地址)

3)Port端口号:

端口号(port)是传输层协议的内容,端口号是一个32位的整数;

端口号用来标识一个进程, 告诉操作系统, 当前的这个数据要交给哪一个进程来处理;

一个进程可以绑定多个端口号; 但是一个端口号不能被多个进程绑定;

端口号范围:

0-1023:知名端口号, HTTP, FTP, SSH等这些广为使用的应用层协议,他们的端口号都是固定的.

1024- 65535:操作系统动态分配的端口号.客户端程序的端口号,就是由操作系统从这个范围分配的.

认识知名端口号(Well-Know Port Number)

有些服务器是非常常用的, 为了使用方便, 人们约定一些常用的服务器, 都是用以下这些固定的端口号,我们自己写一个程序使用端口号时, 要避开这些知名端口号:

ssh服务器, 使用22端口

ftp服务器, 使用21端口

telnet服务器, 使用23端口

http服务器, 使用80端口

https服务器, 使用443

IP地址 + 端口号能够标识网络上的某一台主机的某一个进程;

注意:MAC地址与IP地址的区别:

IP是程序中使用的,MAC是硬件使用的;

Ip使应用程序远程定位的主机,MAC地址是通过一个个硬件定位的坐标

MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点,硬件设备来找主机是通过MAC地址来找的

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