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主要介绍了网络协议概述:物理层、连接层、网络层、传输层、应用层详解,本文用生活中的邮差与邮局来帮助理解复杂的网络协议,通俗易懂,文风幽默,是少见的好文章,需要的朋友可以参考下
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网络协议概述:物理层、连接层、网络层、传输层、应用层详网络协议概述:物理层、连接层、网络层、传输层、应用层详
解解
主要介绍了网络协议概述:物理层、连接层、网络层、传输层、应用层详解,本文用生活中的邮差与邮局来帮助
理解复杂的网络协议,通俗易懂,文风幽默,是少见的好文章,需要的朋友可以参考下
信号的传输总要符合一定的协议(protocol)。比如说长城上放狼烟,是因为人们已经预先设定好狼烟这个物理信号代表了“敌人
入侵”这一抽象信号。这样一个“狼烟=敌人入侵”就是一个简单的协议。协议可以更复杂,比如摩尔斯码(Morse Code),使用短
信号和长信号的组合,来代表不同的英文字母。比如SOS(***---***, *代表短信号,-代表长信号)。这样"***= S, ---=O"就是摩尔
斯码规定的协议。然而更进一层,人们会知道SOS是求助信息,原因是我们有“SOS=求救”这个协议存在在脑海里。所以"***---
***=SOS=求救"是一个由两个协议组成的分层通信系统。
使用Morse Code的电报机
计算机之间的通信也要遵循不同层次的协议,来实现计算机的通信。
物理层物理层(physical layer)
所谓的物理层,是指光纤、电缆或者电磁波等真实存在的物理媒介。这些媒介可以传送物理信号,比如亮度、电压或者振幅。
对于数字应用来说,我们只需要两种物理信号来分别表示0和1,比如用高电压表示1,低电压表示0,就构成了简单的物理层
协议。针对某种媒介,电脑可以有相应的接口,用来接收物理信号,并解读成为0/1序列。
连接层连接层(link layer)
在连接层,信息以帧(frame)为单位传输。所谓的帧,是一段有限的0/1序列。连接层协议的功能就是识别0/1序列中所包含的
帧。比如说,根据一定的0/1组合识别出帧的起始和结束。在帧中,有收信地址(Source, SRC)和送信地址(Destination,
DST),还有能够探测错误的校验序列(Frame Check Sequence)。当然,帧中最重要的最重要是所要传输的数据 (payload)。
这些数据往往符合更高层协议,供网络的上层使用。与数据相配套,帧中也有数据的类型(Type)信息。连接层协议不关心数据
中到底包含什么。帧就像是一个信封,把数据包裹起来。
以太网(Ethernet)和WiFi是现在最常见的连接层协议。通过连接层协议,我们可以建立局域的以太网或者WiFi局域网,并让位
于同一局域网络中的两台计算机通信。连接层就像是一个社区的邮差,他认识社区中的每一户人。社区中的每个人都可以将一
封信(帧)交给他,让他送给同一社区的另一户人家。
连接层:社区小邮差
网络层网络层(network layer)
不同的社区之间该如何通信呢? 换句话说,如何让WiFi上的一台计算机和以太网上的另一台计算机通信呢?我们需要一个“中
间人”。这个“中间人”必须有以下功能: 1. 能从物理层上在两个网络的接收和发送0/1序列,2. 能同时理解两种网络的帧格式。路
由器(router)就是为此而产生的“翻译”。一个路由器有多个网卡(NIC,Network Interface Controller),每个NIC可以接入多个网
络,并理解相应的连接层协议。在帧经过路由到达另一个网络的时候,路由会读取帧的信息,并改写以发送到另一个网络。所
以路由器就像是在两个社区都有分支的邮局。一个社区的邮差将信送到本社区的邮局分支,而邮局会通过自己在另一个地区的
分支将信转交给另一个社区的邮差手中,并由另一个社区的邮差最终送到目的地。
通过路由连接的WiFi和以太网
整个通信过程如下:
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