這部分都是些理論的知識,不太好記憶,寫篇部落格加深一下印象吧。
網絡分層
理論上說,是七層模型,分别是:應用層,表示層,會話層,傳輸層,網絡層,資料鍊路層,實體層。但我們一般讨論的是五層或四層模型,分别是:應用層,傳輸層,網絡層,資料鍊路層,實體層(四層模型中不包括實體層)。對每層的代表硬體,使用協定等一些其他的東西彙總在下面的表格中。
協定/技術 | 代表硬體 | 補充 | |
應用層 | http、DNS、NAPT | 主機應用程式 | |
傳輸層 | 源端口,目的端口 | TCP、UDP | 主機端口号 |
網絡層 | 源IP,目的IP | IP協定、路由 | 路由器 |
資料鍊路層 | 源mac,目的mac | ARP、MTU | 交換機 |
實體層 | 0/1光電信号 | 集線器、網線 |
發送資料時,對資料進行封裝,接受資料時,對資料進行分用。
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網絡傳輸流程
這裡記錄三種傳輸流程:網路互聯,區域網路,廣域網。在了解這三種傳輸流程之前,需要一些知識儲備:
(1)IP和MAC位址
MAC位址:也稱實體位址、硬體位址。由網絡裝置制造商生産時燒錄在網卡上,用于在網絡中唯一辨別一個網卡。一台裝置若有多個網卡,則每個網卡都需要并有唯一一個MAC位址。
IP位址:IP協定提供的一種統一的位址格式,他為網際網路上的每一個網絡和每一台主機配置設定一個邏輯位址,以此屏蔽實體位址的差異。有4個數字組成,每個在0-255之間,前三個是網絡号,最後一個是主機号。
公有位址:由Inter NIC(網際網路資訊中心)負責,将這些IP位址配置設定給注冊并向Inter NIC提出申請的組織機構使用,通過它直接通路網際網路。
私有位址:非注冊位址,專門為組織機構内部使用,以下列出留用的内部私有位址:
A類:10.0.0.0--10.255.255.255
B類:172.16.0.0--172.31.255.255
C類:192.168.0.0--192.168.255.255
IP與MAC的差別:
IP是路途總體的起點和終點;MAC是路途上每個區間的起點和終點。如下圖:
網絡裝置進行資料傳輸時,硬體是通過MAC位址來發送資料包的。同一網段的網絡号相同。
(2)網絡裝置的功能
主機:((端口号)它的作業系統核心實作了從傳輸層到實體層的内容)程式發送資料報時就知道五元組資訊(協定号+源IP/端口+目的IP/端口)。DNS協定:将域名轉為IP。查找順序:本機緩存->DNS伺服器->...上一級...->全球頂級域名伺服器,若沒有找到,表示沒有該域名。
路由器:(實作了網絡層到實體層)具有應用程式,可以處理NAT、NATP協定,故可修改網絡層之上的傳輸層的資料報頭(修改端口号)。他的WAN口提供公網IP的端口,連接配接公網上的裝置,使用公網IP;LAN口提供私網IP的端口,連接配接私網上的裝置,使用私網IP。
交換機:(實作了從資料鍊路層到實體層)隻是轉發資料報,所有資料報都是根據目的MAC發送。MAC位址表建立了MAC位址和端口映射,端口連接配接所有主機。
集線器:(實作了實體層)隻是轉發資料報,所有資料報都是廣播發送到其他主機。
主機和路由器中有ARP快取記錄,他是IP和MAC的映射表,通過IP查MAC。
了解了這些之後,對我們了解網絡傳輸流程有很大的幫助,下面就正式開始聊傳輸流程了!
1.網絡互聯
場景:主機1通過IP+PORT通路主機3的http服務
流程如下:
(1)主機1通過查詢自己的ARP快取記錄來得到主機3的MAC位址;
(2)如果沒有找到,廣播發送ARP請求資料(源MAC,目的MAC:廣播位址,FF:FF..,目的IP),其他主機接收并處理資料報,如果目的IP==自己IP,傳回自己MAC,否則丢棄;
(3)更新本機ARP;
(4)發送http請求資料,由集線器廣播發送給其他所有主機,如果目的IP==自己IP,處理,否則丢棄
網絡互聯存在沖突域/碰撞域:同一時間,多台主機同時發送資料報,集線器要把多個資料報發送給所有端口,總帶寬和單個端口帶寬有限,就會造成幹擾。
2.區域網路
2.1交換機
場景:主機1通過IP+PORT通路主機3的http服務
1-3步與網絡互聯一緻,第4步有所不同,交換機接收到資料報後,檢視目的MAC,通過MAC位址表找到對應的端口,将資料報發送給端口。
2.2交換機+路由器
場景:主機1通過IP+PORT通路主機4的http服務
流程:
(1)将目的IP和子網路遮罩按位與操作,得到網絡号,對比網絡号是否和自己在同一個網段;
(2)不在同一網段,這個資料自己處理不了,需要交給上級(路由器)處理;
(3) 發送資料到路由器:源IP+源端口号+源MAC+目的IP+目的端口+目的MAC(路由器)+協定号
(4)路由器處理資料報:将源MAC修改為自己的MAC;目的MAC修改為主機4的MAC(若沒有,則廣播找)
3.廣域網
場景:主機1通路百度https://www.baidu.com
好了,這次總結就到這裡,有不對的地方歡迎小夥伴們留言指正哦。