网络原理之初识

网络通信这个过程，其实很复杂，里面有很多很多细节，如果我们只通过一个协议，来约定所有的细节，这个协议就会非常庞大，复杂，这样更好的办法，就是把一个复杂庞大的协议，拆分成很多个小的，更简单的协议，每个协议，负责一部分工作（这就和我们写代码一样，一个复杂的程序，不能只指望一个文件把所有的代码装入，一次性实现，需要把这个代码拆分成更多更小的，更简单的文件，每个文件负责一个小的功能）

这样做的好处有哪些呢？

1.每层协议不需要理解其它层协议的细节（更好的做到了封装）

2.把对应层的协议替换成其他的协议（更好的解耦合）

OSI七层网络模型

这个大家略作了解即可，主要认识下面的TCP/IP五层（四层）网络模型

TCP/IP五层（四层）网络模型

五层协议从下到上由细节到宏观

物理层

物理层主要是网络通信中的硬件设备，如网卡、网线等，针对硬件设备的约定，就是物理层协议所负责的范畴，需要保证所有主机和网络设备之间都是相互匹配的。

数据链路层

数据链路层是负责完成相邻的两个设备之间的通信（局部通信），如有一根网线连接的两个设备。

网络层

网络层是负责点到点之间的通信，网络中的任意节点到任意节点之间的通信（这里就不一定是相邻的了，更多的是指不相邻的），网络层就负责在这两个点之间，规划出一条合适的路线，实际的网络环境结构很复杂，两个点之间的路线有很多条，这里就需要规划出一条最合适的。

传输层

传输层是负责端到端之间的通信，也就是起点到终点，他只关注结果（也就是说数据到没到），并不关心路线过程（就是不关注数据是怎么过来的，怎么走哪条）。

应用层

应用层和应用程序之间密切相关，你传输的数据是干啥用的，不同的应用程序就有不同的用途。

封装和分用

网络分层中的一组重要的概念，封装和分用，这就能知道不同的分层协议之间，是如何相互配合的

首先是封装

我们来句一个例子：比方说我使用qq给朋友发送信息，输入了一个hello，发送过去，这个过层中，首先是应用层，qq应用程序会根据我输入的内容，把数据构造成一个应用层的协议报文（协议报文就是指遵守协议的一组数据）应用层的协议就调用操作系统提供的API（称为socket API），吧应用层的数据，交给传输层（进入操作系统内核）

A代指我，B指接收方，后面分别是时间和内容

进入传输层（操作系统内核）后根据刚才传过来的数据，基于当前使用的传输层协议，来构造一个传输层的协议报文（村树层中最典型的协议有UDP，TCP）这里我们以TCP为例，添加上TCP协议报头

接下来就会把这个传输层的数据报交给网络层，网络层也在操作系统内核，网络层拿到完整的数据传输层数据报，就会再根据句当前使用的网络层协议（例如IP），再次进行封装，把TCP数据报构造成IP数据报，和TCP数据包类似，添加上一个协议报头

紧接着当前的网络层协议，就会把这个IP数据报，交给数据链路层，数据链路层（驱动程序）在刚才的IP数据报基础上，根据当前使用的数据链路层协议，给构造成一个数据链路层的数据报，典型的数据链路层的协议，就是“以太网” 就会构造成一个“以太网数据帧”

最后数据链路层把这个数据交给物理层（硬件设备）物理层做的工作就是根据刚才的以太网数数据帧（就是一组01）把这里的01 变成高低电压，通过网线传输出去，或者把这里的01编程高频或者低频的电磁波，通过光纤或者无线的方式传播出去。到了这一步，此时的数据就已经离开了当前的主机，前往下一个设备，下一个设备，可能是路由器、交换机，或者其它设备，这时就要进行分用，而分用呢就是封装的逆过程，首先是物理层（硬件设备，网卡）主机B的网卡感知到一组高低电平，然后就回吧这些电平翻译成01的一串数据，然后把这一串01（就是一个完整的以太网数据帧）交给了数据链路层，

数据链路层负责对这个数据进行解析，去掉帧头和帧尾，取出里面的IP数据报，然后交给网络层协议

网络层协议（IP协议）又会对这个数据进行解析，去掉IP协议报头，取出里面的TCP 数据报再交给传输层

传输层协议（TCP协议）又会对这个数据进行解析，去掉TCP报头，取出里面的TCP数据报，交给应用层

应用层就会调用socket API 从内核中读取到这个应用层数据报在按照应用层协议进行解析，根据解析结果给显示到窗口中

上面的封装和分用我们讨论的只是起点和终点的情况，但是A和B之间还有很多的路由器和交换机

其中的过程也大致相同

无论网络多么复杂，整体的传输过程都是类似的，只是在不停的重复封装和分用的过程

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