超说网络NO.3 | 深入了解网络的分层体系结构

创作不易，来了的客官点点关注，收藏，订阅一键三连❤😜      

 

前言

运维必备——计算机网络，我是一名即将毕业的大学生，超超。计算机网络是计算机行业的入门基础，超说网络是笔者对于计算机网络知识的梳理总结，和超超一起学习计算机网络，搞定网络知识，秋招拿下理想offer！

---

系列文章

超说网络NO.2 | 深入了解计算机网络：网络边缘、网络核心、接入网和物理媒体

超说网络NO.1 | 计算机网络基础知识，初探网络协议

---

概述

超说网络NO.3 | 深入了解网络的分层体系结构,这一期将了解网络的服务、协议以及数据的封装和解封装。

---

目录

前言

系列文章

概述

服务和服务访问点

服务的类型

面向连接的服务

面向无连接的服务

深入理解协议

服务和协议

服务与协议的区别

服务与协议的联系

理解层与层之间的机制

Internet协议栈

各层次的协议数据单元

封装和解封装

---

服务和服务访问点

层次化方式实现复杂网络功能

*将网络复杂的功能分层功能明确的层次，每一层实现了其中一个或一组功能，功能中有其上层可以使用的功能：服务

*本层协议实体相互交互执行本层的协议动作，目的是实现本层功能， 通过接口为上层提供更好的服务

*在实现本层协议的时候，直接利用了下层所提供的服务

*本层的服务：借助下层服务实现的本层协议实体之间交互带来的新功能（上层可以利用的）+更下层所提供的服务

服务( Service)：低层实体向上层实体提供它们之间的通信的能力（垂直关系）。

服务包括：服务用户(service user) 与服务提供者(service provider )

原语(primitive)：上层使用下层服务的形式，高层使用低层提供的服务，以及低层向高层提供服务都是通过服务访问原语（类似一些函数，具有一些具体服务信息）来进行交互的---形式。

服务访问点 SAP (Services Access Point) ：上层使用下层提供的服务通过层间的接口—地点，即服务访问点是服务提供者向服务用户提供服务的接口。例如TCP向应用层提供服务的访问点是socket。

例子:

邮箱

地址(address)：下层的一个实体支撑着上层的多个实体， SAP有标志不同上层实体的作用

可以有不同的实现，队列

例子:传输层的SAP: 端口(port）

服务的类型

面向连接的服务

连接(Connection)：两个通信实体为进行通信而建立的一种结合

面向连接的服务通信的过程：建立连接，通信，拆除连接

面向连接的服务的例子：TCP向应用层提供的服务

适用范围：对于大的数据块要传输; 不适合小的零星报文

特点：保序

服务类型:

可靠的信息流

传送页面(可靠的获得,通过接收方的确认)

可靠的字节流 远程登录

不可靠的连接 数字化声

面向无连接的服务

无连接服务：两个对等层实体在通信前不需要建 立一个连接，不预留资源；不需要通信双方都是 活跃；(例：寄信)

特点：不可靠、可能重复、可能失序

IP分组，数据包；

适用范围：适合传送零星数据；

例子：UDP向应用层提供的服务

服务类型：

 不可靠的数据报 电子方式的函件

 有确认的数据报 挂号信

 请求回答 信息查询

深入理解协议

协议的定义

协议定义了在两个或多个通信实体之间交换的报文格式和次序，以及在报文传输和或接收其他事件方面所采取的动作。（对等层的实体，在通信过程中应遵守的规则集合）

协议的作用

协议控制发送、接收消息：如TCP、UDP、IP、HTTP、FTP、PPP

服务和协议

服务与协议的区别

服务(Service)：低层实体向上层实体提供它们之间的通信的能力，是通过原语(primitive)来操作的，垂直关系

协议(protocol) ：对等层实体(peer entity)之间在相互通信的过程中，需要遵循的规则的集合，水平 关系

服务与协议的联系

本层协议的实现要靠下层提供的服务来实现；本层实体通过协议为上层提供更高级的服务。

水平的表示协议，垂直的代表服务。

理解层与层之间的机制

物理层：物理层在媒体之上传输和接收电磁波信号和光信号，数据链路层传输来的信号（0101类似信号）转化为电磁波，以比特流形式进行发送接受转换；

数据链路层：作用于通过交换机连接的相邻两个节点之间传输以帧为单位的数据，链路层解决了点到点的问题；

网络层：在链路层提供的相邻两个节点传输的基础上，实现了源主机到目标主机之间的传输；对于距离远的节点之间的传输，通过网络层提供源主机到目标主机的端到端的数据传输来实现；（但端到端可能会丢包等情况）

传输层：加强并细分了网络层提供端到端服务，将主机到主机的传输转换为进程到进程的传输，加强了网络层的不可靠，将不可靠的传输转换为可靠的传输，传输层解决了进程到进程的区分和通信；

应用层：按照应用层协议交换应用报文，实现各种网络应用，例如电子支付、邮件传输、浏览网页等网络应用。应用层以下的的设施等都属于基础设施。

Internet协议栈

各层次的协议数据单元

应用层：报文(message)

传输层：报文段(segment)：TCP段，UDP数据报

网络层：分组packet（如果无连接方式：数据报 datagram）

数据链路层：帧(frame) ，以帧为单位的数据

物理层：位(bit）

封装和解封装

封装流程：

步骤如下：

本机：192.168.144.223；执行命令：telnet 192.168.145.77 23

【封装】1、telnet应用封装telnet程序请求信息，作为数据包传送给下一层；

【封装】2、传输层收到telnet数据包，在其前面封装一个TCP头部：本机随机启动一个端口作为源端口，23端口作为目的端口；然后将TCP报文传送给下一层；

【封装】3、网络层在TCP报文前面封装一个IP头：本地IP地址作为源IP地址，192.168.145.77作为目的IP地址；(多网卡存在不同网段IP，会根据本机路由选择；)根据本地路由表项，查找下一跳地址，如果不在同一个网段，一般会使用default gateway作为下一跳；通过ARP协议查找gateway对应的MAC地址，ARP缓存表没有，则广播查找 who is 192.168.144.1

【封装】4、数据链路层将IP报文，封装一层数据链路头：将下一跳MAC作为目的MAC，192.168.144.223网卡的MAC作为源MAC

5、把网络报文以二进制格式，通过网线发送给下一跳(基本上是路由器或者三层交换的入口）；中间如果有二层交换机，根据MAC地址表，将数据报文转发到某一接口。

【解封装】6、以太网帧发送到三层交换或者路由器，数据包将被解封装到IP报文，根据目的IP查找路由表，路由转发；

【封装】7、在三层交换或路由器上，路由表项Inface接口MAC被封装成源MAC，对端接口MAC封装为目的MAC，发送到下一跳。

8、重复6、7步进行路由转发，一直发送到目的IP。

【解封装】9、在目的主机上，会进行解封装，然后根据目的Port发送到对应的进程，由该进程处理payload。

10、回包重复1-9步过程。

此步骤来源：https://blog.youkuaiyun.com/avatar_2009/article/details/107665293

 创作不易，客官点个赞，评论一下吧！超超和你一起加油❤😜