网络分层模型和TCP/IP协议族（上篇）

网络分层模型和TCP/IP协议族——网络传输哪里难

实习完回家后，准备来回顾一下网络基础的相关知识点。

网络传输

先举一个简单易懂的例子。

网络传输，我们可以比喻为2个人：甲 和 乙。然后他们之间需要传递一张图片picture。因为现在的图片还是挺大的，差不多几M的样子，这时候，就像是把一栋house传送过去。

如何传送呢？

• 需要知道目标地址 寻址和路由

• 需要有一条到目标地址的路 数据链路

• 需要把大楼拆成包装箱能放下的大小 分片

• 需要将每一个部分进行编号 序列码

• 需要将包装箱装车 封装

• 车队运输时可能会堵车 拥塞控制

• 检查每一车是否完整 错误检验和校正

• 处理在运输路上丢失和损毁的部分 数据重发

• 拆成包装，将每一部分重新组装起来 重组

协议

接着上面说的，我们肯定需要一些 流程规范、运输指南的使用说明，比如：

• 如何查找目的地

• 如何选择运输路线

• 如何拆分和重建大楼

这些规范被称为协议

协议需要注意这些：

1. 协议有很多种

2. 不同的协议处理不同层次的问题

3. 发送方和接收方要使用相同的协议，才能还原数据

网络分层模型和TCP/IP协议族——协议的战争

继续上一部分，讲讲网络协议的东西。

之前主要分为2 part，一边是osi，一边是tcp/ip。可以形象地称为 协议斗争。

什么是OSI？

OSI就是有国际标准化组织ISO提出的Open System Interconnection Reference Model（开放式系统互联通信参考模型）

他们主要提出了layer 7.

媒介层主要是做比较基础的部分，主机层是基于媒介层做了一些上层建筑封装等...相对单一

物理层

物理层 -> （不一定可靠） 点对点的数据直链，传输的是bit比特。

数据链路层

一个可靠的点对点数据直链。

• 检错和纠错（CRC码）

• 多路访问

• 寻址

传递的是frame 数据帧

网络层

• 在网络的各个节点之间进行地址分配、路由和（不一定可靠的）报文分发。

• 路由

• 拥塞控制

传递的是package 数据包

传输层

被称为4层 / L4

• 在网络的各个节点之间可靠地分发数据包

• 所有传输遗留问题

• 复用

• 流量

• 可靠

传输的是segment 数据段

在传输层之上的有会话层和表示层，但是用的不太多

应用层

称为7层 / L7

网络进程到应用程序。
针对特定应用，规定各层协议、时序、表示等，进行封装。
在端系统中用软件来实现，比如http等。

TCP/IP

它是怎么工作的？

ARP也就是通过ip地址来反查以太网mac地址。

我们来看看它到底包装了哪些？

我们再来看看OSI的渊源

为什么失败了？

• 进程缓慢

• 过于复杂

• 收费

TCP/IP的渊源

最后还是TCP/IP赢了

网络分层模型和TCP/IP协议——以太网

以太网其实讲的就是：怎么传
IP协议讲的就是：解决往哪里传的问题
UDP和TCP：解决可靠性的问题

怎么传输的？

最初是通过同轴电缆。

然后发现了一种算法来解决这个问题。

CSMA/CD也就是载波监听多路访问/冲突检测

我用大白话来讲解一下，大概就是这样的：

一条同轴电缆上，串联着许多台计算机，如果说computerA想发送数据（data），那么它会这样做：

1. 先检查一下这个网络有没有人在使用

• 如果有人使用，它就不传了，避免冲突

• 没人使用，那就可以传数据。

1. 如果说，存在这么一个情况：2个计算器同时检测到网络没人使用，然后他们准备同时发数据，这个时候会出现什么事呢？

• computer在发送数据前，它会检查电压，一旦电压超过指定值，它就会停止传输数据，通过物理知识我们可以知道，串联是电流处处相等，电压=各处相加。

• 一旦检测到电压超值，那么computer会stop send data，然后等待一段时间，再继续传值，这个等待的时间是随机产生的。

最后，梅特卡夫把这套系统名为以太网

以太网发展过程

网卡和mac地址

二层交换机

交换机是根据mac地址来转发数据的

以太网数据帧格式

这里提到的FCS帧检验序列，也就是用于检验是否丢帧。