计算机网络 自顶向下 第一章笔记

协议分层

tcp/ip协议每一层建立在它下层提供的服务之上
自顶向下，就是从顶层协议向下研究，将高级消息分解为信号，比特，先从应用层协议学习怎样交换消息
internet 由主干，提供者网络， 客户网络组成，主干位于最高层次，提供者网络为第二层次，与主干相互连接，客户网络为第三层次，是边缘网络。

软硬件协同

协议

协议定义了发送者，接受者 以及所有中间设备通信需要遵守的规则

协议需要分层

它允许我们把一个复杂的任务分解成小的（模块化，独立分层）
分层的原则
1.每层都可以实现两个相反的任务
2.两端每一层的两个对象应该相同

TCP/IP协议（传输控制协议/互联网协议）

tcp/ip是一个协议簇，是一个多层模块组成的一个层级结构协议，每层模块提供特定的功能

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应用层 5

传输层 4

网络层 3

数据链路层 2

物理层 1

高三层的任务是互联网，数据单元（分组）不应该被改变
第二层的人物范围是处理链路分配，分组仅仅被路由器改变

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应用层：

逻辑连接为端对端，通信处于两个进程之间 ，进程到进程的通信 应用层
应用层 有以下几个不同的传输协议

1. HTTP 访问万维网的载体
2. SMTP 电子邮件传输协议
3. FTP 文件传输协议，主要用于传输大型文件
4. 远程登录terminal network 和SSH 安全外壳 用于访问远端的站点 例如github的拉取，远程操控服务器
5. DNS(域名系统)能够查询一台计算机的网络层地址
   等等

传输层:

端对端e2e连接，从应用层得到消息，封装成传输层的分组，分割任务和责任

TCP协议，传输控制协议，面向连接的协议

先在主机的传输层之间建立一条逻辑连接，然后建立一个管道，用于传输字节流，流量控制（防止目的主机溢出），差错控制，拥塞控制

网络层：

通信是主机到主机的
主要协议：IP协议 因特网协议，定义了网络层成为数据报的分组格式，且定义了地址格式和结构

数据链路层

负责通过链路传输分组，我暂且蒙在鼓里

物理层

物理层负责携带一个帧中单独的比特穿过链路，位于最底层，比特通过物理层转化成电或者光信号，把比特转换成一个信号也存在多种协议。

封装和解封装

1. 应用层数据为消息 消息放入传输层
2. 传输层把消息作为有效载荷，给载荷增加传输层头部 其中包括 希望通信的源目和的应用程序的标识符， 流量控制等信息 生成一个 传输层分组 在TCP中称为 段 segment UDP中称为 用户数据报 user datagram
   传输层传递分组到网络层
3. 网络层把分组作为数据，同样 增加网络层头部，包含源和目的主机的地址 还有其他信息，结果为一个数据报的网络层分组，传递网络层分组到数据链分组
4. 数据链路层将网络层分组作为数据， 增加数据链头部，该头部包含主机和下一跳步（路由器）的链路层地址，结果为 帧 传入物理层
   以上为一个层层加工封装的过程

路由器解封装与封装

1. 数据链层 ---》网络层 从帧中解封装出 数据报，投递到网络层
2. 网络层只检查 头部源地址和目的地之，查阅转发表来寻找下一步，内容不应该被网络层改变——除非数据报太大了，需要分片，然后传递到下一链路的数据链路层
   3.将数据报封装为帧，传递到物理层
   以上过程：
   物理层 -----> 数据链路层-----> 网络层 -----> 数据链路层 ----->物理层
   比特 --------> 帧数 ----->数据报 -----> 帧 ------>比特

目的主机解封装

在目的主机端，每层都只解封装接收到的分组，每层都把有效的载荷从外层剥出来，实际上，每层解封装都只是解析上一层的头部，把每层的有效载荷传递到更高一层，直到“裸”的消息传递到应用层

地址

通信双方 ：源地址 和 目的地址
除了物理层 每层需要一对地址，物理层数据交换单元是一个比特，没有地址

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1. 应用层的地址 ：常常用例如 www.baidu.com 等网址或者电子邮件地址定义提供服务的站点
2. 传输层，地址称为端口号，端口号指定源和目的地的应用层程序，一个web应用程序也要占用一个端口，例如127.0.0.1:8000
   这个8000就是连接web应用程序的端口号，端口就是本地的地址，用来区分同一时间运行的多个程序，每个程序计算机都会给他分配一个端口 用来与外界通信，
3. 网络层地址是全局的，在internet中，可以唯一通过这个地址访问到唯一的主机，例如 192.168.1.1这种地址
4. 链路层地址 有时候叫做 MAC 地址，是本地定义的地址，每个链路层用于在LAN或者WAN定义一个特定的主机路由器。

附注：关于MAC地址

先上个例子 你一定见过：
08:00:20:0A:8C:6D
就是一个mac地址，或者网卡地址，网络中每台设备都有一个唯一的网络标识，室友网络设备制造商生产的时候写在硬件内部的，是世界上唯一的！
08:00:20:0A:8C:6D
08:00:20:前六位代表网络硬件制造商的编号，0A:8C:6D后六位是这个制造商制造的产品的系列号
与IP地址的区别，
ip地址如同一个职位，而MAC地址就是去应聘这个职位的人，人们都可以担任这个职位，但是这个职位同时只能有一个人担当，比如你家电线插口就是ip地址，你可以插任何电器（网卡）在上面，但是同时只能插一个。
使用MAC地址可以从硬件的角度唯一确定一台机器，mac与ip地址绑定。

多路复用和多路分解

在源端进行多路复用，在目的端需要多路分解，
多路复用：一个协议能够封装多个来自上层协议的分组，比如

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TCP可以对来自FTP，HTTP等等协议的分组进行封装，
多路分解：一个协议解封装产生的有效载荷可以投递给多个上层协议进行解封装

按照TCP协议解封装产生的有效载荷可以投递给FTP和HTTP等等各种上层应用层协议进行解封装，简单地说，可以通用和共用。
为了实现这两点，头部需要一个用来表示这个分组属于 哪种协议的字段

OSI模型

OSI 开放系统互联 open system interconnection
OSI是一个允许任意两个系统进行通信的协议集
是设计网络系统的层次化架构，允许所有类型的计算机系统之间通信，OSI
比TCp多了表示层和会话层

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一般认为TCP的应用层包含了OSI的应用层，表示层，会话层
？？？
然而它没有成功，那你说你妈呢