HTTP网络协议（二）
6~7课
6.数据层_数据链路层
Q：为什么计算机第一次ping都是失败的，后三次都成功？（第一次为什么丢包）
因为路由器忙不过来，路由器要进行下一步广播ART获取到PC的MAC网卡地址。
网络互联模型
客户端层层封装，服务器进行拆包
为了更好的促进互联网网络的研究和发展，国际标准化组织ISO在1985年制定了互联网连接模型
-OSI参考模型，具有七层（理论模型
-
TCP/IP模型，实战性更强
PowerPoint HXTH1b - [01_#4.pptx] - PowerPoint.PNG
请求过程
物理层（Physical）
———————————物理层（Physica）start—————————————
物理层定义了接口标准、线缆标准、传输速率、传输方式等
客户端面试常问网络，会问应用层、传输层。HTTPS，更深一段传输层牵扯到拥塞控制、传输控制。网络层问得少，数据链层更少
数字信号、模拟信号
模拟信号（Analog Signal}
-连续的信号，适合长距离传输
-抗干扰能力差，收到干扰时波形变形很难纠正
数字信号（Digital Signal）
-离散的信号，不适合长距离传输
-抗干扰能力强，受到干扰时波形失真可以修复
数据通信模拟
局域网通信模型
广域网通信模型
信道（Channel）
信道：信息传输的通道，一条传输介质上（比如网线）上可以有多条信道
单工信道
-信号只能往一个方向传输，任何时候都不能改变信号的传输方式
-比如无线电广播、有线电视广播
半双工通信
-信号可以双向传输，但必须是交替进行，同一时间只能往一个方向传输
-比如对讲机
全双工通信
-信号可以同时双向传输
-比如手机（打电话，听说同时进行）
——————————物理层（Physical）end—————————————
数据链路层（Data Link)
-链路：从一个节点道相邻节点的一段物理路线（有线或无线），中间没有其他交换节点
数据链路：在一条链路上传输数据时，需要有对应的通信协议来控制数据的传输
-不同类型的数据链路，所用的通信协议可能是不同的
广播信道：CSMA/CD协议（比如同轴电缆、集线器等组成的网络)
点对点信道：PPP协议（比如两个路由器之间的信道)
数据链路层的三个基本问题
-封装成帧
-透明传输
-差错检验
封装成帧
帧(Frame) 的数据部分
-就是网络层传递下来的数据包（IP数据包，Packet)
最大数据传输单元MTU(Maximun Transfer Unit)
-每一种数据链路层协议都规定了所能够传输的帧的数据长度上限
-以太网的MTU为1500个字节
透明传输
使用SOH（Start Of Header）作为帧开始符
使用EOT（End Of Transmission）作为帧结束符
数据一旦出现了SOH、EOT，就需要进行转义（插入ESC字节填充）
差错检验FCS
信道上受到干扰，帧的部分计算出一个FCS
FCS是根据数据部分 + 收不计算的得出的
CSMA/CD( Carrier Sense Multiple Access with Collision Detectio)）(集线器）
-载波帧听多路访问/冲突检测
使用了CSMA/CD的网络可以称为是以太网（Ethernet），它传输的以太网帧
-以太网帧的格式有：Ethernet V2标准、IEEE的802.3标准
-使用最多的是：Ethernet V2标准
为了能够检测正在发送的帧是否产生了冲突，以太网的帧至少要64字节（信道的两倍）
用交换机组建的网络，已经支持双工通信，不需要再使用CSMA/CD, 但它传输的帧依然是以太网帧
-所以，用交换机组建的网络，依然可以叫做以太网
Ethernet V2
以太网Ethernet V2帧，用了曼彻斯特，接收端接收帧过程只要发现没有信号跳变，就认为帧结束，即不需要帧开始符、帧结束符。
（物理层会有一个帧开始顶定界符，但没有帧结束顶定界符）
首部：源MAC + 目标MAC + 网络类型
以太网帧：首部 + 数据 + FCS
数据的长度至少是：64-6-62–4 = 46字节
当数据部分的长度小于46字节
-数据链路层会在数据的后面加入一些字节填充
-接收端会添将添加的字节除掉
长度总结
-以太网帧的数据长度：46～1500字节
-以太网帧的长度：64～1518字节（目标MAC + 源MAC + 网络类型 + 数据 + FCS）
PPP协议（Point to Point Protocol)
数据链路层
集线器在物理层
PPP协议
网络层开个头
网络层（Network)
网络层数据包（IP数据包，Packet) 由首部、数据2部分组成
-数据：很多时候是由传输层传递下来的数据段（segment）
-首部：固定部分（20个字节） + 可变部分
版本（Version）
-占四位
-0b0100: IPv4
-0b0110：IPv6
首部长度（Header Length）
-占四位，二进制乘以4才是最终长度
-0b0101：54 = 20（最小值）
-0b1111： 154 = 60（最大值）
- 网络层_UDP
推荐的书：TCP协议 卷一 卷二
工具：Wireshark
区分服务（Differentiated Services Field)
-占8位
可以提高服务质量(牵扯到网络管理，开发了解即可）
总长度（Total Length)
-占16位
-首部+数据的长度之和，最大值65535
由于帧的数据不能超过1500字节，所以过大的IP数据包，需要分成片（fragments) 传输给数据链路层
-每一片都有自己的网络首部（IP首部）
-分成以太网帧，通过网络层首部让服务器知道数据是归属与哪一个请求。
-数据部分不能超过1460（1500：IP首部 + 数据）
标示（identification）有记数器
-占16位
-数据包的ID，当数据包过大
标志（Flags）
-占13位
-第一位（Reserved Bit): 保留
-第二位（Don’t Fragment): 1不允许分片，0表示允许分片
-第三位（More Fragment): 1代表不是最后一片，0代表是最后一片
片偏移（Fragment offset）
-占13位
-片偏移乘以8: 字节偏移
-每一片的长度一定是8的整数倍
-每一片都有自己的网络首部（IP首部）
假设发了800字节
ICMP 20个网络层首部字节 + 8（ICMP首部有8个字节） + ICMP协议数据
网络层总长度828
假设发了4000字节，
第一到倒数第二个，属于IPv4类型
最后一个，是ICMP类型
分片之后，每一片都有网络层IP首部，然后分别传给数据链路层
1460 + 20首部
0-1479 1480-2959 2960-3999
IPv4：1514 （以太网的首部 + 1500长度）
IPv4：1514
ICMP：1082 （1068长度)
ping - 几个用法
ping /?
(查看ping的用法)
ping ip地址 -l 数据包大小
(发送指定大小的数据包)
ping ip地址 -f
(不允许网络层分片)
ping ip地址 -i TTL
(设置TTL的值）
通过tracert、pathping 命令，可以跟踪到数据包经过了那些路由
DF： don’t fragment 不允许分成片
生存时间（Time to live, TTL)
-占8位
-每个路由器在转发之前回将TTL减1，一但发现TTL减为0，路由器会返回错误报告
-观察使用ping 命令的TTL，能够推测出对方的操作系统，中间经过了多少个路由器
Mac 做客户端用的比较多，很少会部署服务器到这里
一般用Linux
通过TTL可以推测服务器用的什么操作系统
协议（Protocol）
网络分层
传输层 面试会问到，需要掌握
传输层（Transport）
-TCP（Transmission Control Protocol)，传输控制协议
-UDP（User Datagram Protocol)，用户数据报协议
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UDP是无连接的，减少了建立和释放的开销
UDP尽最大能力交付，不保证可靠交付
-因此不需要维护一些复杂的参数，首部只有8个字节（TCP的首部至少20个字节）
UDP长度（Length)
-占16位，首部的长度 + 数据的长度
UDP-检验和（Checksum)
检验和的计算内容：伪首部 + 首部 + 数据
-伪首部：仅在计算检验和时起作用，并不会传递给网络层
端口（Port)
UDP首部中端口是占用2字节
-可以推测出端口号的取值范围是：0～65535
客户端的源端口是临时开启的随机端口
![PowerPoint SORTH1RR • 104 Waahi pptx] - PowerPoint.PNG](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/1623463-8891dd2d39477f1c.PNG?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)
防火墙可以设置开启\关闭某些端口来提高安全性