计算机网络ch0

发布于 2024-12-19  33 次阅读


ch0

  数据在网络中传输就像是一个层层包装的快递。让我们用一个生动的比喻来说明这个过程:

  想象你要给远方的朋友寄一个精美的礼物。这个礼物相当于应用层的数据。在寄出之前,你需要经过几个步骤:

  1. 应用层(最内层) :这是你的礼物本身,比如一个精美的相框。
  2. 传输层(第一层包装) :就像给礼物加上保护壳,确保礼物在运输过程中不会损坏。这一层会增加一些额外信息,比如分段、端口号等,相当于给快递加上保护措施和目的地信息。
  3. 网络层(第二层包装) :这一层就像给快递贴上详细的邮寄地址。它会增加IP地址等关键信息,确保数据能够在网络中正确路由。
  4. 数据链路层(第三层包装) :这就像是给快递套上快递公司的专用包装袋,增加MAC地址等底层网络标识。
  5. 物理层(最外层) :这相当于实际的运输过程,将数据转换成电信号、光信号等可以在物理介质上传输的形式。

  当数据到达目的地PC时,接收方会反向进行解包:

  1. 物理层首先接收信号并还原数据。
  2. 数据链路层检查MAC地址。
  3. 网络层验证IP地址。
  4. 传输层重组数据包。
  5. 最后,应用层得到最初发送的原始数据。

  这个过程确保了数据的:

  • 完整性:通过各层的校验机制
  • 准确性:通过地址和端口精确定位
  • 安全性:可以在各层添加加密和校验机制

  你的理解非常正确!每一层都会添加自己的"信封",而接收方则会一层层地"拆信封",最终将原始数据呈现在应用层。

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计算机网络分层模型详解

总体概念:分层的意义

  想象计算机网络就像一个复杂的邮政系统。每一层都有特定的职责,层与层之间相互配合,但又相对独立。分层的好处是:

  • 简化设计
  • 便于标准化
  • 提高灵活性
  • 方便troubleshooting

OSI七层模型 vs TCP/IP四层模型

OSI七层模型(从上到下)

  1. 应用层
  2. 表示层
  3. 会话层
  4. 传输层
  5. 网络层
  6. 数据链路层
  7. 物理层

TCP/IP四层模型(从上到下)

  1. 应用层
  2. 传输层
  3. 网络层
  4. 网络接口层

详细解析每一层的作用

1. 应用层

  🎯 就像个人秘书

  • 直接面对用户
  • 提供网络服务
  • 定义数据格式

  典型协议/应用

  • HTTP/HTTPS(网页)
  • FTP(文件传输)
  • SMTP(电子邮件)
  • DNS(域名解析)

  生活类比: 餐馆的点餐系统,直接为顾客提供服务

2. 表示层

  🎨 就像翻译官

  • 数据格式转换
  • 数据加密/解密
  • 数据压缩

  功能

  • 确保不同系统能正确理解数据
  • 处理数据的表现形式

  生活类比: 同声传译,让不同语言的人能够交流

3. 会话层

  🤝 就像会议协调员

  • 管理通信会话
  • 建立、维持、终止会话
  • 提供同步机制

  功能

  • 控制对话过程
  • 管理数据交换

  生活类比: 会议主持人,负责会议的开始、进行和结束

4. 传输层

  📦 就像物流公司

  • 提供端到端的数据传输
  • 确保数据可靠传输
  • 进行流量控制

  典型协议

  • TCP(可靠传输)
  • UDP(快速传输)

  关键职责

  • 分段
  • 差错控制
  • 流量控制

  生活类比: 确保包裹安全、准时送达

5. 网络层

  🗺️ 就像邮政总局

  • 选择最佳传输路径
  • 处理数据包路由
  • 进行逻辑寻址

  典型协议

  • IP
  • ICMP

  功能

  • 数据包选路
  • 处理网络间的互联

  生活类比: 邮政系统如何决定包裹从A地到B地的最佳路线

6. 数据链路层

  🔗 就像物流中转站

  • 在相邻设备间传输数据
  • 提供可靠的数据传输
  • 进行差错检测

  典型协议

  • Ethernet
  • Wi-Fi

  功能

  • 帧同步
  • 差错控制
  • MAC寻址

  生活类比: 快递分拣中心,确保包裹正确分类和传送

7. 物理层

  🔌 就像运输工具

  • 实际传输比特流
  • 定义物理连接
  • 电气、机械特性

  关注内容

  • 电压
  • 线缆类型
  • 连接器
  • 信号传输方式

  生活类比: 公路、铁路、航线等实际运输基础设施

数据是如何流动的?

发送方:   应用层 → 表示层 → 会话层 → 传输层 → 网络层 → 数据链路层 → 物理层 
           ↓           ↓           ↓           ↓           ↓           ↓
接收方:   应用层 ← 表示层 ← 会话层 ← 传输层 ← 网络层 ← 数据链路层 ← 物理层

人生到处知何似,应似飞鸿踏雪泥。