两台主机之间如何相互通信

一、基本概念

1.Ip地址：用于识别网络主机、其他网络设备的网络地址。定位主机的网络地址。

32位的二进制数据。一般用点分十进制的形式表示：例：192:168:0:1.(0-255之间的数据）

2.端口号：用于定位主机中的进程。

3.协议：在不同主机通信的过程中，双方进行数据交换而制定的一种规则、约定。

4.协议分层：

在计算机网络中，用一个协议约定双方的通信规则，太过于复杂。即使用协议分层的形式。

协议分层的特点是：（1）各层协议之间是相互独立的，上层协议不需要知道下层协议的协议，通过调用下层协议的接口即可使用。

（2）当任意一层的协议发生变化，但只要层间的接口关系不变，其他层也不会受到影响。

在计算机网络中，有两种常见的协议体系结构：

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①OSI的七层协议

但是OSI的七层协议是理论上的标准，复杂也不实用。所以在实际上用的是TCP/IP五层协议。

（2）TCP/IP的五层协议

应用层：负责进程之间的交互。（应用层的协议格式，往往是由设计程序的程序员定义。）

运输层：负责两个主机之间的通信。也称为：端到端，进程通信。（UDP\TCP协议）

网络层：负责地址管理以及路径选择。任意主机之间尽力而为服务。(IP协议）

数据链路层：负责相邻节点之间的传输。(以太网协议）

物理层：传输比特数。负责光/电的传输方式。硬件设备。

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5.常见的物理设备：

路由器：实现了网络层以下的三层。

交换机：实现了数据链路层以下的两层。

集线器：实现了物理层。

5.客户端、服务器

主动发起通信的一方叫做客户端，或者获取服务的一方进程叫做客户端。

被动接受的一方叫做服务器，或者提供服务的一方进程叫做服务端。

6.请求、响应

请求：获取服务资源。客户端发给服务器的数据。

响应：返回服务资源。服务器返回给客户端的数据。

二、两台主机之间的通信

假设A在微信上给B发送了一条消息x。

A->B发送信息过程：

（1）在应用层，微信通过输入框获取到用户发送的信息。通过应用层的协议格式将信息构造应用层的数据包。

例如：规定这种格式为应用层的数据包。构造完毕后，通过调用运输层的api接口，以参数的形式将数据包交给传输层。

（2）传输层

传输层将上述数据作为一个整体，构成一个传输层的数据包。

假设使用UDP的协议格式，则传输层的数据包格式：

在UDP报头中，含有源端口，目标端口等数据。

添加UDP报头这样的过程，叫做封装。封装完毕后，调用下一层的Api。

（3）网络层

网络层收到数据包后，封装IP协议的报头。IP报头，含有源IP地址、目标IP地址等信息。调用下层协议的api。

（4）数据链路层

数据链路层收到IP数据包后，在此基础上，添加帧头和帧尾，构成以太网数据帧。交给物理层。

（5）物理层

物理层收到以太网帧（0.1.0.1）的数据后，将其转换成光信号/电信号/电磁波，然后进行发送。

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不考虑中间过程，B收到A传送的消息过程：

（1）物理层

B的物理层收到了光信号、电信号、电磁波，就会将数据转换成数字信号（0.1.0.1）得到一个以太网帧后，进一将数据交给数据链路层

（2）数据链路层

按照以太网数据帧的格式，将数据解析，取出其中的载荷，交给上层协议，即：网络层。

（3）网络层

按照IP协议的格式，将数据解析，取出其中的载荷，交给上层协议

（4）传输层

按照UDP协议的格式，将数据解析，取出其中的载荷，交给上层协议

（5）应用层

按照应用程序内部的应用层协议格式进行解析，拿到数据，显示。

上述过程，也称为分用，封装的逆过程。通过协议头，进行数据分用。

     对于更详细的内容，可在后序文章中看到。