《计算机网络》——数据传输过程

预备知识

网络层的核心设备是路由器(Route)，路由器的地址由两部分组成，一个是IP地址，一个是MAC地址。一个路由器的IP地址往往设置为一个网段中的第一个地址，比如在网段:IP地址为11.0.0.0，子网掩码为255.0.0.0中，路由器的地址设置为11.0.0.1。
路由器的功能是连接不同的网段，类似于现实生活中的海关，比如你的PC的IP地址10.0.0.3(子网掩码:255.0.0.0)，当你想访问13.0.0.3(子网掩码:255.255.0.0)的PC‘时，就需要经过路由器跨网段访问，因此你的访问过程应该是PC->Route->PC’，但是你的PC如何知道你要经过哪个Route呢，因此我们对每台PC除了要配置自身的IP地址以外，还应该配置网关地址，即最近的一个Route的IP地址。

传输过程详解

我们以上面这张图为例详细讲解数据是如何从PC4传输到PC3的。
对于数据的传输过程，我们要从**OSI参考模型(7层)**进行解释。

虽然上述的图中有7层，但通常将最上面的三层视为同一层。

数据传输过程：

1、应用程序准备数据
2、传输层：将数据分块并进行编号
3、网络层：添加目标IP地址和源IP地址
4、数据链路层：利用自己的子网掩码判断自己处于哪一网段，并判断目标IP地址处于哪一网段，如果处于同一网段，则使用ARP广播协议解析目标IP地址的MAC地址，否则，将数据传给交换机(Switch)，让交换机基于PC4的网关地址将数据传给符合的Route。
5、物理层：将数据帧拆分为Bit流。

网络设备

在上述的数据传输过程中，涉及几个重要的网络设备。
1、集线器(Hub):工作于物理层，负责将收到的Bit流原封不动的传送出去，可以数据传输的距离；
2、交换机(Switch）:工作于数据链路层，属于二层设备查看目标MAC地址，然后进行存储转发。可以看懂物理层信息。
3、路由器(Route):工作于网络层，属于三层设备，去除MAC帧中的MAC地址，并查看目标IP地址，根据"路由表"选择出口，可看懂物理层与数据链路层信息。

在各个层次中数据的形式

1、传输层：将应用的数据分块，称为数据段

2、网络层：在传送层的每一段上加上目标IP和源IP，称为IP数据报(Packet)

3、数据链路层：在IP数据报的基础上加上MAC地址，称为MAC帧

4、物理层：将MAC帧完全拆分为BIT流。