2024.12.14 TCP/IP 网络模型有哪几层?

2024.12.14 TCP/IP 网络模型有哪几层?

2024.12.14 今天周六 看到大伙都在考六级,我来复盘小林coding的计算机网络的知识点:

TCP/IP 网络模型有哪几层?

问大家,为什么要有 TCP/IP 网络模型?

对于同一台设备上的进程间通信,有很多种方式,比如有管道、消息队列、共享内存、信号等方式,而对于不同设备上的进程间通信,就需要网络通信,而设备是多样性的,所以要兼容多种多样的设备,就协商出了一套通用的网络协议

这个网络协议是分层的,每一层都有各自的作用和职责,接下来就根据「TCP/IP 网络模型」分别对每一层进行介绍。

1… 应用层

最上层的,也是我们能直接接触到的就是应用层(Application Layer),我们电脑或手机使用的应用软件都是在应用层实现。那么,当两个不同设备的应用需要通信的时候,应用就把应用数据传给下一层,也就是传输层。

所以,应用层只需要专注于为用户提供应用功能,比如 HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP等。

应用层是不用去关心数据是如何传输的,就类似于,我们寄快递的时候,只需要把包裹交给快递员,由他负责运输快递,我们不需要关心快递是如何被运输的。

而且应用层是工作在操作系统中的用户态传输层及以下则工作在内核态

2… 传输层

传输层为应用层提供网络支持的。

TCP 的全称叫传输控制协议(Transmission Control Protocol),大部分应用使用的正是 TCP 传输层协议比如 HTTP 应用层协议。TCP 相比 UDP 多了很多特性,比如流量控制、超时重传、拥塞控制等,这些都是为了保证数据包能可靠地传输给对方

UDP 相对来说就很简单,简单到只负责发送数据包,不保证数据包是否能抵达对方,但它实时性相对更好传输效率也高。当然,UDP 也可以实现可靠传输,把TCP的特性在应用层上实现就可以,不过要实现一个商用的可靠 UDP 传输协议,也不是一件简单的事情。

应用需要传输的数据可能会非常大,如果直接传输就不好控制,因此当传输层的数据包大小超过 MSS(TCP最大报文段长度),就要将数据包分块,这样即使中途有一个分块丢失或损坏了,只需要重新发送这一个分块,而不用重新发送整个数据包。在 TCP 协议中,我们把每个分块称为一个TCP 段(TCPSegment)。
在这里插入图片描述

当设备作为接收方时,传输层则要负责把数据包传给应用,但是一台设备上可能会有很多应用在接收或者传输数据,因此需要用一个编号将应用区分开来,这个编号就是端口。

比如 80 端口通常是 Web 服务器用的,22 端口通常是远程登录服务器用的。而对于浏览器(客户端)中的每个标签栏都是一个独立的进程,操作系统会为这些进程分配临时的端口号

由于传输层的报文中会携带端口号,因此接收方可以识别出该报文是发送给哪个应用。

3…网络层

传输层可能大家刚接触的时候,会认为它负责将数据从一个设备传输到另一个设备,事实上它并不负责。

实际场景中的网络环节是错综复杂的,中间有各种各样的线路和分叉路口,如果一个设备的数据要传输给另一个设备,就需要在各种各样的路径和节点进行选择,而传输层的设计理念是简单、高效、专注,如果传输层还负责这一块功能就有点违背设计原则了。

也就是说,我们不希望传输层协议处理太多的事情只需要服务好应用即可,让其作为应用间数据传输的媒介,帮助实现应用到应用的通信,而实际的传输功能就交给下一层,也就是网络层(interet Layer)。
在这里插入图片描述

网络层最常使用的是IP 协议(intermet Protocol),IP 协议会将传输层的报文作为数据部分,再加上 IP 包头组装成 IP 报文,如果 IP 报文大小超过 MTU (以太网中一般为 1500 字节) 就会再次进行分片,得到一个即将发送到网络的 IP 报文。
在这里插入图片描述

网络层负责将数据从一个设备传输到另一个设备,世界上那么多设备,又该如何找到对方呢?因此,网络层需要有区分设备的编号

我们一般用 IP 地址给设备进行编号,对于 IPv4 协议,IP 地址共 32 位,分成了四段 (比如,192.168.100.1),每段是8位。只有一个单纯的IP 地址虽然做到了区分设备,但是寻址起来就特别麻烦,全世界那么多台设备,难道一个一个去匹配?这显然不科学。

因此,需要将 IP 地址分成两种意义:

一个是网络号:负责标识该 IP 地址是属于哪个「子网」的
一个是主机号:负责标识同一「子网」下的不同主机

怎么分的呢?这需要配合子网掩码才能算出 IP 地址 的网络号和主机号。

举个例子,比如 10.100.122.0/24,后面的 /24 表示就是 255.255.255.0 子网掩码,255.255.255.0 二进制是 「11111111-11111111-11111111-00000000」,大家数数一共多少个1? 不用数了,是 24 个1,为了简化子网掩码的表示,用 /24 代替 255.255.255.0。
知道了子网掩码,该怎么计算出网络地址主机地址呢 ?

将 10.100.122.2和 255.255.255.0 进行按位与运算,就可以得到网络号,如下图:

在这里插入图片描述

将 255.255.255.0 取反后与 IP地址 进行进行按位与运算,就可以得到主机号

大家可以去搜索下子网掩码计算器,自己改变下「掩码位」的数值,就能体会到子网掩码的作用了。

那么在寻址的过程中,先匹配到相同的网络号(表示要找到同一个子网),才会去找对应的主机。

除了寻址能力, IP 协议还有另一个重要的能力就是路由。实际场景中,两台设备并不是用一条网线连接起来的,而是通过很多网关、路由器、交换机等众多网络设备连接起来的,那么就会形成很多条网络的路径,因此当数据包到达一个网络节点,就需要通过路由算法决定下一步走哪条路径。

路由器寻址工作中,就是要找到目标地址的子网,找到后进而把数据包转发给对应的网络内。
在这里插入图片描述

所以,IP协议的寻址作用是告诉我们去往下一个目的地该朝哪个方向走,路由则是根据「下一个目的地选择路径。寻址更像在导航,路由更像在操作方向盘

4…网络接口层

这一层明天再学啦!

总结

对于不同设备上的进程间通信,就需要网络通信,而设备是多样性的,所以要兼容多种多样的设备,就协商出了一套通用的网络协议

这个网络协议是分层的,每一层都有各自的作用和职责

我们今天学习的是第一个应用层,我们电脑或手机使用的应用软件都是在应用层实现。那么,当两个不同设备的应用需要通信的时候,应用就把应用数据传给下一层,也就是第二个知识点传输层。 传输层为应用层提供网络支持, 保证数据包能可靠地传输给对方,当设备作为接收方时,传输层则要负责把数据包传给应用,但是一台设备上可能会有很多应用在接收或者传输数据,因此需要用一个编号将应用区分开来,这个编号就是端口。传输层的报文中会携带端口号,因此接收方可以识别出该报文是发送给哪个应用。

接下来我们学习第三个网络层,传输层的设计理念是简单、高效、专注,因此我们不希望传输层协议处理太多的事情,只需要服务好应用

作为应用间数据传输的媒介。但是实际场景中的网络环节是错综复杂的,中间有各种各样的线路和分叉路口,所以实际的传输功能就交给下一层,也就是网络层。网络层最常使用的是IP 协议,我们一般用 IP 地址给设备进行编号。IP 地址分成两种意义。一个是网络号,一个是主机号。 IP 协议还有另一个重要的能力就是路由。根据IP地址,先找到IP号,再找到主机号,这样就可以找到设备了。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/937529.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

华为自反ACL实验

一、实验背景 做这个实验的原因是最近公司里上了三台小程序服务器,由于三台服务器的端口都映射出去了,领导要求A网段的三台服务器不能访问内网B,C网段,同时B、C网段内网用户可以访问A段的94、95、96服务器; 也就是PC4\…

RV1126预编译模型:减少加载时间,提升推理速度的最佳实践

1 介绍 本文将以 MobileNetV2 模型为例,详细介绍如何在 RV1126 平台上完成预编译工作,帮助开发者高效地部署深度学习模型。通过这篇教程,您将了解如何在 RV1126 上进行环境配置、模型编译、以及如何将预编译后的模型进行推理操作。 2 RV112…

使用html和JavaScript实现一个简易的物业管理系统

码实现了一个简易的物业管理系统,主要使用了以下技术和功能: 1.主要技术 使用的技术: HTML: 用于构建网页的基本结构。包括表单、表格、按钮等元素。 CSS: 用于美化网页的外观和布局。设置字体、颜色、边距、对齐方式等样式。 JavaScript…

VMware虚拟机 Ubuntu没有共享文件夹的问题

在虚拟机的Ubuntu系统中,共享文件目录存放在 mnt/hgfs 下面,但是我安装完系统并添加共享文件后发现,在mnt下连/hgfs目录都没有。 注意:使用共享文件目录需要已安装VMtools工具。 添加共享文件目录 一:在超级用户下 可…

云开发实战教程:手把手教你高效开发应用

声明:本文仅供实践教学使用,没有任何打广告成分 目录 1.引言 2.云开发 Copilot介绍 云开发 Copilot 的功能与特点 3.环境准备 步骤一登录账号 步骤二新建环境 4.开发实践 4.1AI 生成低代码应用 4.2AI 生成低代码页面/区块 4.3AI 优化低代码组件…

聊聊Oracle自适应查询优化

成也AQO败也AQO 因为工作的原因,我们接触到的客户大部分是金融和运营商行业,这些客户有个最大的特点是追求稳定,对于使用数据库新特性持保守的态度,不会轻易尝试某些可能会导致生产系统不稳定的新特性。上线前通常都会将一些新特…

纯CSS实现文本或表格特效(连续滚动与首尾相连)

纯CSS实现文本连续向左滚动首尾相连 1.效果图&#xff1a; 2.实现代码&#xff1a; <!DOCTYPE html> <html lang"en"><head><meta charset"UTF-8" /><meta name"viewport" content"widthdevice-width, init…

深度学习物体检测之YOLOV5源码解读

V5比前面版本偏工程化,项目化,更贴合实战 一.V5版本项目配置 (1)整体项目概述 首先github直接查找yolov5&#xff0c;下载下来即可。在训练时&#xff0c;数据是怎么处理的&#xff1f;网络模型架构是怎么设计的(如各层的设计)&#xff1f;yolov5要求是大于python3.8与大于等…

uniapp h5 js设置监听:超时未操作返回首页(全局只监听一次,可设置监听事件+检查时间+超时时长)

功能实现: 可自定义超时时长,检查时间超时后跳转首页(/pages/home/index/index); 如果在首页,则不进行跳转监控状态下, 用户有任意操作(包括但不限于点击,滑动,跳转页面等),则重置监听,重新开始算时间超时方法及逻辑封装到单独的js文件中 全局只需在app.vue创建监听,其他页面无…

MAC M3电脑在idea上搭建Spark环境并跑通第一个程序

我的电脑是Macbook Pro&#xff0c;最近在学习Spark&#xff0c;想要在idea里搭建Spark环境&#xff0c;为之后的Spark编程作准备。下面是在MAC版本的idea里配置Spark环境。 1. 准备工作 1.安装 JDK 确保Mac 上已经安装了 JDK 8 或更高版本。 可通过 java -version 查看是否…

展柜设计公司平面布置小程序的分析与设计springboot+论文源码调试讲解

3系统的需求分析 需求分析的任务是通过详细调查展柜设计公司平面布置小程序软件所需的对象&#xff0c;充分了解系统的工作概况&#xff0c;明确功能实现的各种需求&#xff0c;然后在此基础上确定系统的功能。系统必须充分考虑今后可能的扩充和改变。 3.1可行性分析 通过对…

用人话讲计算机:Python篇!(十二)正则运算+re模块

目录 一、正则表达式 &#xff08;1&#xff09;什么是正则表达式 &#xff08;2&#xff09;它的结构及使用 示例&#xff1a; 1.字符 . &#xff08;←这里有个小点哦&#xff09; 2.字符 | 3.字符 [ ] 4.字符^ 5.字符\d &#xff08;3&#xff09;补充&#xff…

C# 与PLC数据交互

点击跳转下载地址 点击跳转胡工科技官网

康佳Android面试题及参考答案(多张原理图)

JVM 内存分布和分代回收机制是什么? JVM 内存主要分为以下几个区域。 堆(Heap)是 JVM 管理的最大的一块内存区域,主要用于存放对象实例。所有线程共享堆内存,在堆中又分为年轻代(Young Generation)和老年代(Old Generation)。年轻代又分为 Eden 区和两个 Survivor 区(…

家校通小程序实战教程10部门管理前后端连接

目录 1 加载后端的数据2 为什么不直接给变量赋值3 保存部门信息4 最终的效果5 总结 现在部门管理已经完成了后端功能和前端开发&#xff0c;就需要在前端调用后端的数据完成界面的展示&#xff0c;而且在录入部门信息后需要提交到数据库里&#xff0c;本篇我们介绍一下前后端如…

【Java】链接数据库简介

JDBC基本原理 JDBC 提供了一套通用的接口&#xff0c;允许 Java 程序与不同类型的数据库进行交互。 JDBC 是 Java 提供的一种用于与数据库通信的 API&#xff08;应用程序编程接口&#xff09;&#xff0c;定义了 Java 程序如何与数据库进行连接、执行查询、操作数据等。JDBC…

企业级包管理器之 monorepomultirepo (8)

在企业级项目开发中&#xff0c;面对多个项目的管理&#xff0c;monorepo 和 multirepo 是两种常见的代码管理方案&#xff0c;它们各有特点与优劣&#xff0c;下面我们来详细了解一下。 一、基本概念 monorepo&#xff1a;“mono”在英语中有“单一的、单独的”之意&#xf…

SQLite 数据库学习

0.引言 SQL, 全名是 Structured Query Language, 中文翻译是"结构化查询语言"。它是一种专门用来与数据库交互的语言。简单来说&#xff0c;SQL就是跟数据库"对话"的一种语言。 1.install sudo apt update sudo apt install sqlitebrowser这是一个开源的…

电子科技大学考研,计算机与软件专业怎么选择?

电子科技大学在计算机与软件领域具备卓越实力&#xff0c;其毕业生就业前景及薪资水平均颇为可观。因此&#xff0c;学生应依据个人课程专长来选定专业。若各项课程均表现出色&#xff0c;推荐25届考生优先考虑软件专业&#xff0c;因其上岸难度相对较低。 接下来&#xff0c;C…

智能客户服务:科技赋能下的新体验

在当今这个数字化时代&#xff0c;客户服务已经不仅仅是简单的售后服务&#xff0c;它已竞争的关键要素之一。随着人工智能、大数据、云计算等技术的飞速发展&#xff0c;智能客户服务正逐步改变着传统的服务模式&#xff0c;为企业和消费者带来了前所未有的新体验。 一、智能客…