2. 程式人生 > >五層協議

五層協議

阿新 • • 發佈：2018-05-22
結合 特定 就會 端口 應該 現在 自己的 是什麽 --

TCP/IP五層模型講解（2分）

我們將應用層，表示層，會話層並作應用層，從tcp／ip五層協議的角度來闡述每層的由來與功能，搞清楚了每層的主要協議

就理解了整個互聯網通信的原理。

首先，用戶感知到的只是最上面一層應用層，自上而下每層都依賴於下一層，所以我們從最下一層開始切入，比較好理解

每層都運行特定的協議，越往上越靠近用戶，越往下越靠近硬件

物理層（2分）

物理層由來：上面提到，孤立的計算機之間要想一起玩，就必須接入internet，言外之意就是計算機之間必須完成組網

技術分享圖片

物理層功能：主要是基於電器特性發送高低電壓(電信號)，高電壓對應數字1，低電壓對應數字0

數據鏈路層（5分）

數據鏈路層由來：單純的電信號0和1沒有任何意義，必須規定電信號多少位一組，每組什麽意思

數據鏈路層的功能：定義了電信號的分組方式

以太網協議：

早期的時候各個公司都有自己的分組方式，後來形成了統一的標準，即以太網協議ethernet

ethernet規定

  • 一組電信號構成一個數據包，叫做‘幀’
  • 每一數據幀分成：報頭head和數據data兩部分
headdata

head包含：(固定18個字節)

  • 發送者／源地址，6個字節
  • 接收者／目標地址，6個字節
  • 數據類型，6個字節

data包含：(最短46字節，最長1500字節)

  • 數據包的具體內容

head長度＋data長度＝最短64字節，最長1518字節，超過最大限制就分片發送

mac地址：

head中包含的源和目標地址由來：ethernet規定接入internet的設備都必須具備網卡，發送端和接收端的地址便是指網卡的地址，即mac地址

mac地址：每塊網卡出廠時都被燒制上一個世界唯一的mac地址，長度為48位2進制，通常由12位16進制數表示（前六位是廠商編號，後六位是流水線號）
技術分享圖片

廣播：

有了mac地址，同一網絡內的兩臺主機就可以通信了（一臺主機通過arp協議獲取另外一臺主機的mac地址）

ethernet采用最原始的方式，廣播的方式進行通信，即計算機通信基本靠吼

技術分享圖片

網絡層（40分）

網絡層由來：有了ethernet、mac地址、廣播的發送方式，世界上的計算機就可以彼此通信了，問題是世界範圍的互聯網是由

一個個彼此隔離的小的局域網組成的，那麽如果所有的通信都采用以太網的廣播方式，那麽一臺機器發送的包全世界都會收到，

這就不僅僅是效率低的問題了，這會是一種災難

技術分享圖片

上圖結論：必須找出一種方法來區分哪些計算機屬於同一廣播域，哪些不是，如果是就采用廣播的方式發送，如果不是，

就采用路由的方式（向不同廣播域／子網分發數據包），mac地址是無法區分的，它只跟廠商有關

網絡層功能：引入一套新的地址用來區分不同的廣播域／子網，這套地址即網絡地址

IP協議：
  • 規定網絡地址的協議叫ip協議，它定義的地址稱之為ip地址，廣泛采用的v4版本即ipv4，它規定網絡地址由32位2進制表示
  • 範圍0.0.0.0-255.255.255.255
  • 一個ip地址通常寫成四段十進制數，例：172.16.10.1

子網掩碼

所謂”子網掩碼”，就是表示子網絡特征的一個參數。它在形式上等同於IP地址，也是一個32位二進制數字，它的網絡部分全部為1，主機部分全部為0。比如，IP地址172.16.10.1，如果已知網絡部分是前24位，主機部分是後8位，那麽子網絡掩碼就是11111111.11111111.11111111.00000000，寫成十進制就是255.255.255.0。

子網掩碼是用來標識一個IP地址的哪些位是代表網絡位，以及哪些位是代表主機位。子網掩碼不能單獨存在，它必須結合IP地址一起使用。子網掩碼只有一個作用，就是將某個IP地址劃分成網絡地址和主機地址兩部分。

蒙蔽的你肯定想問，我要區分網絡位和主機位幹鬼用？

這就像寄信，你給你的南方姑娘寄信，她肉身在廈門，詳細地址是廈門鼓浪嶼三街27號，那網絡位就相當於城市，詳細地址就是主機位，網絡位幫你定位到城市，主機位幫你找到你的南方姑娘。 路由器通過子網掩碼來確定哪些是網絡位，哪些是主機位

區分網絡位和主機位是為了劃分子網，就是把一個大網絡分成多個小網絡，為什麽要分子網呢?

  • 廣播風暴：6萬臺主機在一個網段裏，通信基本靠吼，任何一個人要吼一嗓子，6萬多個人必須被動聽著，一會你的網絡就癱瘓啦。
  • 地址浪費：運營商在公網上有很多級聯的路由器，有時候2個路由器之間只會用掉幾個IP,如果不進行子網劃分，那同網段的其它主機也就都不能用了。舉例兩個級聯路由器的接口ip分別為222.34.24.12/24,222.34.24.13/24, 此可承載255個主機的網段只用了2個IP,那其它的就全浪費了，因為不能再分配給別人。

劃分子網本質上就是借主機位到給網絡位，每借一位主機位，這個網段的可分配主機就會越少，比如192.168.1.0/24可用主機255個，借一位變成192.168.1.0/25，那可用主機就從255-128=127個了（從最大的值開始借），再借一位192.168.1.0/26,那可用主機數就變成了255-(128+64)=63個啦

IP地址分類：

IP地址根據網絡ID的不同分為5種類型，A類地址、B類地址、C類地址、D類地址和E類地址。

  1. A類IP地址：一個A類IP地址由1字節的網絡地址和3字節主機地址組成，網絡地址的最高位必須是“0”， 地址範圍從1.0.0.0 到126.0.0.0。可用的A類網絡有126個，每個網絡能容納1億多個主機。
  2. B類IP地址 ：一個B類IP地址由2個字節的網絡地址和2個字節的主機地址組成，網絡地址的最高位必須是“10”，地址範圍從128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B類網絡有16382個，每個網絡能容納6萬多個主機 。
  3. C類IP地址：一個C類IP地址由3字節的網絡地址和1字節的主機地址組成，網絡地址的最高位必須是“110”。範圍從192.0.0.0到223.255.255.255。C類網絡可達209萬余個，每個網絡能容納254個主機。
  4. D類地址用於多點廣播（Multicast）： D類IP地址第一個字節以“lll0”開始，它是一個專門保留的地址。它並不指向特定的網絡，目前這一類地址被用在多點廣播（Multicast）中。多點廣播地址用來一次尋址一組計算機，它標識共享同一協議的一組計算機。
  5. E類IP地址 以“llll0”開始，為將來使用保留。

全零（“0．0．0．0”）地址對應於當前主機。全“1”的IP地址（“255．255．255．255”）是當前子網的廣播地址。

回環地址(127.0.0.1) 又稱為本機地址，那它跟0.0.0.0是什麽區別呢？那得先了解回環接口

技術分享圖片

環回接口（loopback）。平時我們用127.0.0.1來嘗試自己的機器服務器好使不好使。走的就是這個loopback接口。對於環回接口，有如下三點值得註意:

  • 傳給環回地址（一般是127.0.0.1）的任何數據均作為IP輸入。
  • 傳給廣播地址或多播地址的數據報復制一份傳給環回接口，然後送到以太網上。這是 因為廣播傳送和多播傳送的定義包含主機本身。
  • 任何傳給該主機IP地址的數據均送到環回接口。
IP報文

IP協議是TCP/IP協議的核心，所有的TCP，UDP，IMCP，IGCP的數據都以IP數據格式傳輸，要註意的是，IP不是可靠的協議，這是說，IP協議沒有提供一種數據未傳達以後的處理機制－－這被認為是上層協議－－TCP或UDP要做的事情。所以這也就出現了TCP是一個可靠的協議，而UDP就沒有那麽可靠的區別。這是後話，暫且不提。

IP協議頭

技術分享圖片

挨個解釋它是教科書的活計，我感興趣的只是那八位的TTL字段，還記得這個字段是做什麽的麽？這個字段規定該數據包在穿過多少個路由之後才會被拋棄(這裏就體現出來IP協議包的不可靠性，它不保證數據被送達)，某個ip數據包每穿過一個路由器，該數據包的TTL數值就會減少1，當該數據包的TTL成為零，它就會被自動拋棄。這個字段的最大值也就是255，也就是說一個協議包也就在路由器裏面穿行255次就會被拋棄了，根據系統的不同，這個數字也不一樣，一般是32或者是64

ARP協議

arp協議由來：計算機通信基本靠吼，即廣播的方式，所有上層的包到最後都要封裝上以太網頭，然後通過以太網協議發送，在談及以太網協議時候，我門了解到

通信是基於mac的廣播方式實現，計算機在發包時，獲取自身的mac是容易的，如何獲取目標主機的mac，就需要通過arp協議

arp協議功能：廣播的方式發送數據包，獲取目標主機的mac地址

協議工作方式：每臺主機ip都是已知的

例如：主機172.16.10.10/24訪問172.16.10.11/24

一：首先通過ip地址和子網掩碼區分出自己所處的子網

場景數據包地址
同一子網 目標主機mac，目標主機ip
不同子網 網關mac，目標主機ip

二：分析172.16.10.10/24與172.16.10.11/24處於同一網絡(如果不是同一網絡，那麽下表中目標ip為172.16.10.1,通過arp獲取的是網關的mac)

源mac目標mac源ip目標ip數據部分
發送端主機 發送端mac FF:FF:FF:FF:FF:FF 172.16.10.10/24 172.16.10.11/24 數據

三：這個包會以廣播的方式在發送端所處的子網內傳輸，所有主機接收後拆開包，發現目標ip為自己的，就響應，返回自己的mac

查看本機arp表的命令

Alexs-MacBook-Pro:~ alex$ arp -a
? (192.168.0.3) at 0:21:cc:65:52:f0 on en4 ifscope [ethernet]
? (192.168.0.64) at 68:f7:28:d0:4b:21 on en4 ifscope [ethernet]
? (192.168.0.233) at 84:d9:31:3:ae:8b on en4 ifscope [ethernet]
? (192.168.0.254) at 60:da:83:be:c2:5a on en4 ifscope [ethernet]
? (192.168.0.255) at (incomplete) on en4 ifscope [ethernet]
? (224.0.0.251) at 1:0:5e:0:0:fb on en4 ifscope permanent [ethernet]

ICMP

前面講到了，IP協議並不是一個可靠的協議，它不保證數據被送達，那麽，自然的，保證數據送達的工作應該由其他的模塊來完成。其中一個重要的模塊就是ICMP(網絡控制報文)協議。

當傳送IP數據包發生錯誤－－比如主機不可達，路由不可達等等，ICMP協議將會把錯誤信息封包，然後傳送回給主機。給主機一個處理錯誤的機會.

我們一般主要用ICMP協議檢測網絡是否通暢，基於ICMP協議的工具主要有ping 和traceroute

ping

Alexs-MacBook-Pro:~ alex$ ping www.baidu.com
PING www.a.shifen.com (111.13.100.91): 56 data bytes
64 bytes from 111.13.100.91: icmp_seq=0 ttl=54 time=6.563 ms
64 bytes from 111.13.100.91: icmp_seq=1 ttl=54 time=6.320 ms
64 bytes from 111.13.100.91: icmp_seq=2 ttl=54 time=6.698 ms
64 bytes from 111.13.100.91: icmp_seq=3 ttl=54 time=6.445 ms
^C
--- www.a.shifen.com ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 packets received, 0.0% packet loss
round-trip min/avg/max/stddev = 6.320/6.506/6.698/0.140 ms

ping這個單詞源自聲納定位，而這個程序的作用也確實如此，它利用ICMP協議包來偵測另一個主機是否可達。原理是用類型碼為0的ICMP發請 求，受到請求的主機則用類型碼為8的ICMP回應。ping程序來計算間隔時間，並計算有多少個包被送達。用戶就可以判斷網絡大致的情況。我們可以看到， ping給出來了傳送的時間和TTL的數據。

traceroute

用來查看從當前主機到某地址一共經過多少跳路由

$ traceroute www.baidu.com

traceroute: Warning: www.baidu.com has multiple addresses; using 111.13.100.91
traceroute to www.a.shifen.com (111.13.100.91), 64 hops max, 52 byte packets
 1  192.168.0.254 (192.168.0.254)  0.458 ms  0.274 ms  0.246 ms
 2  122.71.64.1 (122.71.64.1)  2.006 ms  1.788 ms  1.626 ms
 3  * 222.35.254.253 (222.35.254.253)  2.024 ms  2.243 ms
 4  222.35.254.241 (222.35.254.241)  9.333 ms
    61.233.9.50 (61.233.9.50)  4.960 ms
    61.233.9.93 (61.233.9.93)  3.010 ms
 5  61.237.2.202 (61.237.2.202)  3.442 ms  3.497 ms

 ......

傳輸層（15分）

傳輸層的由來：網絡層的ip幫我們區分子網，以太網層的mac幫我們找到主機，然後大家使用的都是應用程序，你的電腦上可能同時開啟qq，暴風影音，迅雷等多個應用程序，

那麽我們通過ip和mac找到了一臺特定的主機，如何標識這臺主機上的應用程序呢？答案就是端口，端口即應用程序與網卡關聯的編號。

傳輸層功能：建立端口到端口的通信

補充：端口範圍0-65535，0-1023為系統占用端口

傳輸層有兩種協議，TCP和UDP,見下圖

技術分享圖片

tcp協議

可靠傳輸，TCP數據包沒有長度限制，理論上可以無限長，但是為了保證網絡的效率，通常TCP數據包的長度不會超過IP數據包的長度，以確保單個TCP數據包不必再分割。

以太網頭ip 頭tcp頭數據

為什麽tcp是可靠的數據傳輸呢？

最可靠的方式就是只要不得到確認，就重新發送數據報，直到得到對方的確認為止。

tcp報文

技術分享圖片

tcp的3次握手和4四揮手

![image_1c1phb5ao10jb183v1l3i1psgo6037.png-281.7kB][17]

udp協議

不可靠傳輸，”報頭”部分一共只有8個字節，總長度不超過65,535字節，正好放進一個IP數據包。

以太網頭ip頭udp頭數據

總結

TCP協議雖然安全性很高，但是網絡開銷大，而UDP協議雖然沒有提供安全機制，但是網絡開銷小，在現在這個網絡安全已經相對較高的情況下，為了保證傳輸的速率，我們一般還是會優先考慮UDP協議！

[17]: http://static.zybuluo.com/agocan/gbg90sa2fn94tkk3asobet6u/image_1c1phb5ao10jb183v1l3i1psgo6037.png

五層協議

相關推薦

五層協議及tcp三次握手四次揮手

p地址 電平 揮手 syn 服務端 局域網 dhcp 網絡層 數據 一.五層協議：物理層：傳送數據 通過高低電平傳輸數據數據鏈路層：ethernet 以太網協議 必須有一塊網卡：12位16進制數，前六位位廠商編號，後六位為流水線號 （定位到某一臺機

OSI，TCP/IP，五層協議的體系結構，以及各層協議

802.3 面向連接 udp 用戶 數據包 格式 ios mpeg 用戶數據 以下整理的是計算機網絡的OSI，TCP/IP，五層協議的體系結構，以及各層協議，便於以後查看： OSI分層，自上而下分別是：物理層，數據鏈路層，網絡層，傳輸層，會話層，表示層，應用層 TCP/IP

OSI七層協議和TCP/IP五層協議

present div 時間 網絡層 加密 導數 進行 spf 文件服務 OSI七層模型概略： OSI 中的層 功能 TCP/IP協議族 應用層 文件傳輸，電子郵件，文件服務，虛擬終端 HTTP，SMTP，FTP，DNS 表示層 數據壓縮，解壓，數據加

因特網五層協議

不同的應用 ip協議 udp協議 但是 tcp clas 進程 應用層 兩個 自下往上為：物理層、鏈路層、網絡層、傳輸層、應用層 物理層：規定物理信號和基本單元數據的對應關系，如電壓高低代表的1、0。 鏈路層：數據基本單位為幀，一幀裏包含了傳送的數據和送信地址、收信地址。鏈

五層協議

結合 特定 就會 端口 應該 現在 自己的 是什麽 -- TCP/IP五層模型講解（2分） 我們將應用層，表示層，會話層並作應用層，從tcp／ip五層協議的角度來闡述每層的由來與功能，搞清楚了每層的主要協議 就理解了整個互聯網通信的原理。 首先，用戶感知到的只是最上面一層應

互聯網協議的五層協議詳解

ethernet cli ip地址 tcp 32位 三次 運算 網絡層 實現 第一層：物理層 第二層：數據鏈路層 第三層：網絡層 第四層：傳輸層 第五層：應用層 一。物理層 一般用於接網卡，網線，物理設備，實現兩臺機器的組網。 二。數據鏈路層 用的是以太網協議（Et

通俗講解計算機網絡五層協議

交流 子網 數據服務 logs 系統 === 特定 www 轉換 轉載：https://www.cnblogs.com/pla1949/p/9743578.html ======================================================

tcp/ip五層協議

TCP/IP協議不是TCP和IP這兩個協議的合稱，而是指因特網整個TCP/IP協議族。網際網路協議（Internet Protocol Suite）是一個網路通訊模型，以及一整個網路傳輸協議家族，為網際網路的基礎通訊架構。它常被通稱為TCP/IP協議族（英語：TCP/IP Protocol Suite，或TC

通俗講解計算機網路五層協議

=========================================================================================     在我看來，學習java最重要是要理解what(這東西是什麼)，why(為什麼要用它)，where(在哪用它)，how(怎麼

計算機網路的五層協議體系

寫這篇部落格，主要是看了謝希仁的計算機網路那本書，計算機專業的朋友在大學期間都學過那本教材，近日重讀特寫這篇部落格。 五層模型主要是結合了osi的七層和tcp／ip的四層得出，主要是物理層、資料鏈路層、網路層、傳輸層、應用層五層，下層向上層提供服務，上層向下層提供介面。作為一個iOS開

OSI（7層）TCP/IP（4層）五層協議的體系結構，以及各層的協議，作用

OSI模型（1）    物理層：IEEE802，IEEE802.2  作用：以二進位制的資料形式在物理媒體上傳輸資料（中繼器，集線器，閘道器）（2）    資料鏈路層：ARP,RARP,PPP,MTU 作用：傳輸有地址的幀，將位元組裝成幀和點到點的傳遞，以及錯誤檢測功能（網橋

五層協議體系結構

具有五層協議的體系結構應用層應用層是體系結構中的最高層，應用層的任務是通過應用程序間的互動來完成特定的網路應用。應用層協議定義的是應用程序間通訊和互動的規則。這裡的程序就是指主機中正在執行的程式。對於不同的網路應用需要有不同的應用層協議。在網際網路中的應用層協議很多，如域名系

OSI七層協議模型、TCP/IP四層模型和五層協議體系結構之間的關係

一、OSI七層模型 OSI七層協議模型主要是：應用層（Application）、表示層（Presentation）、會話層（Session）、傳輸層（Transport）、網路層（Network）、資料鏈路層（Data Link）、物理層（Physical）。

深入淺出搞懂網路的五層協議

1 網路的五層劃分是什麼？ 　　網際網路的實現，分成好幾層。每一層都有自己的功能，就像建築物一樣，每一層都靠下一層支援。使用者接觸到的，只是最上面的一層，根本沒

計算機五層協議每一層的作用（簡單概括）

一 IP地址 子網掩碼 閘道器 DNS伺服器 1 IP地址，電腦在Internet上的位置； 2 子網掩碼只有一個作用，就是將某個IP地址劃分成網路地址和主機地址兩部分。 3 預設閘道器，資料包預設選

網路程式設計基礎_五層協議

五層協議詳解 一、資料鏈路層/物理層 Ethernet(乙太網協議) 資料報，資料幀 head data 18位元組 6位元組(源地址)傳送者 6位元組(目標地址)接收者 6位元組(網絡卡) MAC地址 計算機通訊都靠吼

論述具有五層協議的網路體系結構的要點，包括各層的主要功能

物理層： 物理層的任務就是透明地傳送位元流。物理層還要確定連線電纜插頭的定義及連線法。 資料鏈路層：資料鏈路層的任務是在兩個相鄰結點間的線路上無差錯地傳送以幀為單位的資料。每一幀包括資料和必要的控制資訊。 網路層：網路層的任務就是要選擇合適的路由，使傳送站的運輸層所傳下來的分組能夠正確無誤地按照地址找到目的站

OSI七層協議模型、TCP/IP四層模型和五層協議體系結構之間的關係（轉）

一、OSI七層模型 OSI七層協議模型主要是：應用層（Application）、表示層（Presentation）、會話層（Session）、傳輸層（Transport）、網路層（Network）、資料鏈路層（Data Link）、物理層（Physical）。 二、T

OSI，TCP/IP，五層協議的體系結構，以及各層協議簡介

OSI分層 （7層）：物理層、資料鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。 TCP/IP分層（4層）：網路介面層、 網際層、運輸層、 應用層。 五層協議 （5層）：物理層、資料鏈路層、網路層

TCP/IP五層協議體系結構的各層功能

運輸層(transport layer)：負責向兩個主機中程序之間的通訊提供服務。由於一個主機可同時執行多個程序，因此運輸層有複用和分用的功能。複用，就是多個應用層程序可同時使用下面運輸層的服務。分用，就是把收到的資訊分別交付給上面應用層中相應的程序。運輸層主要使用以下兩種協議： (1) 傳輸控制協議TCP(