网络基础——TCP/IP五层模型

网络基础——TCP/IP五层模型

局域网和广域网

局域网LAN是通过交换机和路由器连在一起的一些主机，广域网的概念比局域网规模大一些，但是没有明显的界限区分两者。

连在同一个局域网并且网络号相同的主机可以直接通信，不同网段的主机通信需要经过路由器。

局域网通信原理

在数据链路层有两种使用信道的方式，点对点和广播。点对点的作用是用户在接入互联网之前必须先访问某个ISP，其中使用的就是点对点通信方式。

局域网使用广播方式，因为局域网具有地域范围和主机数有限的特点，所以局域网具有较小的延迟和误码率。

主机通过网卡连接到局域网，以太网使用CSMA/CD协议，主机之间的通信就好像开会，发送前后不断监听，边发送边监听，如果冲突选择退避算法。

需要注意MAC硬件地址是全球唯一的，能在局域网内标明一个主机地址。

五层协议

物理层: 负责光/电信号的传递⽅方式. 物理 层的能⼒力决定了最⼤大传输速率、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自动重发)、数据差错校验等工作. 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地址来标识⼀一台主机, 并通过路由表的 ⽅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)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: 负责应⽤用程序间沟通，如简单电⼦子邮件传输（SMTP）、⽂文件传输协议（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.

数据链路和物理层都可以看作硬件层，传输层和网络层是在操作系统的层面上，可以直接使用传输层向上提供的接口进行编程。

五层协议背后的思想：上层屏蔽下层细节，只使用其提供的服务。高内聚低耦合，每一层专注于其功能，各层之间的关系依赖不大。

数据包在每层有不同的格式，从上到下依次叫段，数据报，帧，数据从应用层通过协议栈向下传递，每经过一层加上对应层协议的报头，最后封装成帧发送到传输介质上，到达路由器或者目的主机剥掉头部，交付给上层需要者。这一过程称为封装，传输，分离，分用。