五层网络协议（封装和分用）

news2024/12/26 19:06:52

七层网络协议

网络通信过程中，需要涉及到的细节，其实是非常非常多的，如果要有一个协议来完成网络通信，就需要约定好方方面面的内容，非常多的细节，导致这个协议非常复杂。

怎么办呢？拆分。一个协议太复杂太庞大，非常不利于学习和维护，需要把一个高大全的协议，拆分成多个功能更单一，“小而美”的协议。拆分出来的协议太多了怎么办？为了让这些协议更好的相互配合，引入了协议分层，就好比一个公司一样的。

网络通信协议拆分的多了之后也是分成了很多层。把功能定位相似的协议放到同一层之中。上层协议会调用下层协议的功能，下层协议会给上层协议提供服务。

只有相邻的层次之间可以进行沟通，不能跨层次调用（就容易混乱）

协议分层的初心是为了让复杂的一个协议变成更简单的多个协议
还附带了一些好处：

1）上层协议直接使用下层协议即可，不需要了解下层协议的细节（相当于下层协议吧细节封装好了）

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2）某一层的协议进行替换后，对于其他层没啥影响

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五层网络协议

OSI七层网络协议，最初大佬们设计的时候，给出的方案，后来在实施过程中，太麻烦了，就简化成了五层。

应用层：程序拿到数据之后，要用来干啥，解决什么问题

传输层：负责关注网络数据包起点和终点（从哪里来要到哪里去）端到端之间的传输。

网络层：负责关注起点终点之间，要走哪条路（路径规划）

数据链路层：负责两个相邻节点之间的传输

物理层:通信过程中的基础设施

TCP/IP五层（或四层）模型：四层就不算物理层，物理层是纯硬件的。

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说是五层，实际上下面这四层都是
在操作系统内核，硬件，驱动程序中已经实现好了（计算机内置了），咱们作为程序员在网络编程过程中能影响到的也就只有应用层了

对于一台主机，它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容，也即是TCP/IP五层模型的下四层。
对于一台路由器，它实现了从网络层到物理层，也即是TCP/IP五层模型的下三层
对于一台交换机，它实现了从数据链路层到物理层，也即是TCP/IP五层模型的下两层
对于集线器，它只实现了物理层

路由器工作在网络层，交换机工作在数据链路层

这里的路由器/交换机是“经典”的路由器交换机（教科书上的）。事实上，真实的交换机/路由器的功能更复杂，功能更复杂。很多交换机，也具有一些路由器的功能，也能工作在网络层。

很多路由器，也具备一些交换机的功能，也能工作在数据链路层。

甚至还有些交换机路由器可以工作在应用层。

封装

网络传输数据过程中，最核心的流程就是封装和分用

比如：A通过QQ给B发送一个hello

1.应用层

（应用程序）QQ

QQ从消息输入框获取到用户输入的hello

就要把这个字符串构造成一个应用层的数据包，

QQ这样的程序内部就设置了一个应用层协议，应用层数据包就是按照这个应用层协议约定的格式（字符串拼接）来构造的

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应用程序就会调用操作系统提供的API，把这个数据包交给传输层。

2.传输层

传输层就会把上述数据作为一个整体，再构造成一个传输层的数据包，（传输层涉及到的协议，最主要的就是TCP和UDP）

此处假定是使用UDP来进行通信，就会构造成一个UDP的数据包。

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形如上述，添加报头的过程，就叫做“封装“，其实就是字符串拼接。只不过拼的报头，具有一定的结构

拼好传输层数据包之后，就要把这个数据包进一步的交给下层，网络层继续进行封装了。

【交给下层，指的是，下层协议提供一组API（函数），上层调用这个API，并且把刚才构造好的数据通过参数传过去，下层协议就可以来处理这个数据了】

（UDP报头，虽然不能保护数据，但是可以起到“贴标签”类似效果，就能承载一些关键的用来转发数据的信息。对于UDP报头来说，承的最重要的信息就是
源端口和目的端口）