傳輸層協(xié)議 傳輸層的主要功能是為了實(shí)現(xiàn)“端口到端口”的通信，以確保一條數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)上后，能夠正確的傳遞到對(duì)應(yīng)的端口上 UDP 為應(yīng)用程序提供了一種無需建立連接就可以發(fā)送封裝的 IP 數(shù)據(jù)包的方法，但是UDP也有自己的缺陷，一旦進(jìn)行通信，就不知道對(duì)方是否接收到數(shù)據(jù)了，很有可能會(huì)造成傳輸數(shù)據(jù)的丟包問題
特點(diǎn)：
-
無連接：只需要知道目的ip和端口號(hào)就可以發(fā)送數(shù)據(jù)，無需建立連接
-
不可靠：沒有一系列機(jī)制來應(yīng)對(duì)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的丟包問題
-
面向數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送：應(yīng)用層交給UDP什么樣的報(bào)文，UDP就會(huì)發(fā)送什么樣的，不會(huì)進(jìn)行拆分，合并
-
UDP一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大小有限，最大64k
UDP的傳輸流程
UDP的適用范圍：
由于UDP不屬于連接型協(xié)議，所以具有資源消耗小。處理速度優(yōu)的特點(diǎn)，因此經(jīng)常使用與視頻、音頻通話傳輸中，因?yàn)榘l(fā)送的數(shù)據(jù)較多，偶爾丟包一兩個(gè)不會(huì)產(chǎn)生太大影響
TCP
因?yàn)樯鲜鲋v到UDP的傳輸是不可靠的，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致連接錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)丟包問題，針對(duì)這些問題規(guī)定了另一個(gè)傳輸層協(xié)議——TCP協(xié)議，TCP是一種面向連接、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層協(xié)議
-
面向連接：在傳輸數(shù)據(jù)是，要先建立起客戶端與服務(wù)端的連接，才能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸
-
可靠的通信：TCP輸出數(shù)據(jù)中，會(huì)基于內(nèi)部的各種機(jī)制保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥康亩丝?/p>
-
基于字節(jié)流：TCP傳輸數(shù)據(jù)是基于字節(jié)傳輸?shù)模子趯?duì)數(shù)據(jù)的拆分與合并發(fā)送
-
TCP的頭部比UDP的開銷要打，因?yàn)橐娣鸥嗟男畔?/p>
這里分享一張神圖，以便于更加形象的理解TCP和UDP的區(qū)別 網(wǎng)絡(luò)層是基于數(shù)據(jù)鏈路層和傳輸層之間的第三層協(xié)議，它在數(shù)據(jù)鏈路層提供的兩個(gè)相鄰端點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)幀的傳送功能上，進(jìn)一步管理網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信，將數(shù)據(jù)設(shè)法從源端經(jīng)過若干個(gè)中間節(jié)點(diǎn)傳送到目的端，從而向傳輸層提供最基本的端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù) 網(wǎng)絡(luò)層的目的是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)端系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)透明傳送，具體功能包括尋址和路由選擇、連接的建立、保持和終止等。它提供的服務(wù)使傳輸層不需要了解網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸和交換技術(shù)。 IP協(xié)議是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模型中的核心部分，他提供了一種分層的、無關(guān)硬件的尋址方式，可以在復(fù)雜的路由式網(wǎng)絡(luò)中傳遞數(shù)據(jù)所需的服務(wù)IP協(xié)議可以將多個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)連接起來，在源地址和目的地址之間傳輸數(shù)據(jù)包，同時(shí)它還能提供數(shù)據(jù)的組裝功能，以適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)包大小的要求
| IP地址是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議特有的一種地址，它是IP協(xié)議提供的一種統(tǒng)一的地址格式，IP地址為互聯(lián)網(wǎng)的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)和每臺(tái)主機(jī)分配了一個(gè)邏輯地址，以此來屏蔽物理地址的差異 |
| IP地址為32位地址，被分為4個(gè)部分，如XXX.XXX.XXX.XXX，IP地址又被劃分為兩個(gè)部分網(wǎng)絡(luò)號(hào)：前三部分用于標(biāo)識(shí)網(wǎng)段，保證相互連接的兩個(gè)網(wǎng)段有不同標(biāo)識(shí)主機(jī)號(hào)：由最后一部分組成，用于標(biāo)識(shí)主機(jī)，保證處于同一網(wǎng)段的兩臺(tái)主機(jī)有不同的主機(jī)號(hào)通過合理設(shè)置主機(jī)號(hào)和網(wǎng)絡(luò)號(hào), 就可以保證在相互連接的網(wǎng)絡(luò)中, 每臺(tái)主機(jī)的IP地址都不相同4 |
| 被稱為物理地址，是用來標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)設(shè)備的，MAC地址是設(shè)備出廠之后就寫死的 |
| 在單個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)段中，計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間可以使用數(shù)據(jù)鏈路層提供的MAC地址進(jìn)行通信如果在路由式網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算機(jī)之間就不能用MAC地址實(shí)現(xiàn)通信，主要是因?yàn)樵诼酚墒骄W(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)只是經(jīng)過一次簡單的利用兩個(gè)計(jì)算機(jī)之間的MAC地址建立通信，而是需要進(jìn)行多次的通信，每次跳轉(zhuǎn)都會(huì)體目的主機(jī)更近一步，經(jīng)歷都次跳轉(zhuǎn)，最終找到目的主機(jī)實(shí)現(xiàn)通信，而這個(gè)過程中，要知道每次向哪跳轉(zhuǎn)才能更接近目的主機(jī)，必須使用一種邏輯化、層次化的尋址方案對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組織，這就是 IP 地址 |
|
IP協(xié)議數(shù)據(jù)報(bào)格式
|
IP協(xié)議的工作方式：
由于網(wǎng)絡(luò)分為同網(wǎng)段和不同網(wǎng)段，所以會(huì)分成兩種方式
如果源地址主機(jī)和目的地址主機(jī)不處于同一網(wǎng)段，則數(shù)據(jù)包會(huì)經(jīng)歷多個(gè)過程最終發(fā)送給目的主機(jī)1、網(wǎng)關(guān)(一般為路由器)的 IP地址 被 ARP協(xié)議 解析為 MAC地址，根據(jù)該 MAC地址 源主機(jī)會(huì)將數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)關(guān)2、網(wǎng)關(guān)根據(jù)數(shù)據(jù)包中的網(wǎng)段ID找到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，如果找到，將數(shù)據(jù)包發(fā)送給目標(biāo)網(wǎng)路，如果沒有則重復(fù)第一步發(fā)送到更高一級(jí)網(wǎng)關(guān)
3、數(shù)據(jù)包經(jīng)過網(wǎng)關(guān)發(fā)送到正確的網(wǎng)段后，目標(biāo)IP被 ARP協(xié)議 解析為MAC地址，在根據(jù)該 MAC地址 將數(shù)據(jù)包發(fā)送給目標(biāo)地址的主機(jī)
ICMP協(xié)議又叫控制報(bào)文協(xié)議，ICMP協(xié)議用于在IP 和 路由器之間傳遞控制消息，描述網(wǎng)絡(luò)是否通暢、主機(jī)是否可達(dá)、路由器是否可用等網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，ICMP本身并不傳輸數(shù)據(jù)，但對(duì)于用戶間數(shù)據(jù)的傳遞起著重要的作用 在數(shù)據(jù)包從源主機(jī)傳輸?shù)侥康闹鳈C(jī)的過程中，會(huì)經(jīng)歷一個(gè)或多個(gè)路由器，而數(shù)據(jù)包在經(jīng)過這些路由器傳輸過程中，可能會(huì)遇到很多問題，最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)包沒有成功傳遞給目的主機(jī)。為了了解數(shù)據(jù)包在傳輸過程中在哪個(gè)環(huán)節(jié)出了問題，就需要用到ICMP協(xié)議，它可以跟蹤數(shù)據(jù)包，并把消息返回給源主機(jī)。
數(shù)據(jù)鏈路層是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模型的第二層，基于物理層和網(wǎng)絡(luò)層之間，數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)，其最基本的服務(wù)是將源自物理層來的數(shù)據(jù)可靠地傳輸?shù)较噜徆?jié)點(diǎn)的目標(biāo)機(jī)網(wǎng)絡(luò)層。 ARP協(xié)議是數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中，通過IP地址向MAC地址的轉(zhuǎn)換，解決網(wǎng)絡(luò)層和物理層銜接問題 由于 IP 地址和 MAC 地址定位方式不同，ARP 協(xié)議成為數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋貍鋮f(xié)議。主機(jī)發(fā)送信息前，必須通過 ARP 協(xié)議獲取目標(biāo) IP 地址對(duì)應(yīng)的 MAC 地址，才能正確地發(fā)送數(shù)據(jù)包。
ARP的工作流程：
如圖展示的是同一網(wǎng)段下的兩臺(tái)主機(jī)，ARP的工作流程
在請(qǐng)求目標(biāo)主機(jī)的 MAC 地址時(shí)，每次獲取目標(biāo)主機(jī) MAC 地址都需要發(fā)送一次 ARP 請(qǐng)求，然后根據(jù)響應(yīng)獲取到 MAC 地址。 為了避免重復(fù)發(fā)送 ARP 請(qǐng)求，每臺(tái)主機(jī)都有一個(gè) ARP 高速緩存。當(dāng)主機(jī)得到 ARP 響應(yīng)后，將目標(biāo)主機(jī)的 IP 地址和物理地址存入本機(jī) ARP 緩存中，并保留一定時(shí)間。 只要在這個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)，下次請(qǐng)求 MAC 地址時(shí)，直接查詢 ARP 緩存，而無須再發(fā)送 ARP 請(qǐng)求，從而節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)資源。 物理層，顧名思義就是用物理手段將兩個(gè)要通信的電腦連接起來，主要用來傳輸0、1光電信號(hào)，因?yàn)檫@一層過于偏硬件，所以海翎光電的小編在本文不做過多的贅述了 經(jīng)過以上對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸層中每一層理解下面和海翎光電的小編一起來看看，當(dāng)訪問一個(gè)網(wǎng)頁時(shí)，到底發(fā)生了什么？主機(jī)A：發(fā)送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)
-
DNS解析：將域名轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)IP地址(本機(jī)DNS緩存棧開始找—>逐級(jí)向上查找，如果根域服務(wù)器找不到，表示公網(wǎng)上沒有該域名主機(jī))
-
找到IP后：通過目的IP找到對(duì)應(yīng)的目的MAC地址
-
根據(jù)目的IP計(jì)算目的主機(jī)是否和主機(jī)A處于同一網(wǎng)段
-
如在同網(wǎng)段：接通過ARP協(xié)議解析出對(duì)應(yīng)的目的MAC，跳轉(zhuǎn)到底9步
-
如不在同一網(wǎng)段：發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)到網(wǎng)關(guān)，現(xiàn)在ARP緩存表查找，通過網(wǎng)關(guān)IP查找MAC地址，找不到發(fā)送查詢MAC廣播數(shù)據(jù)報(bào)，最終返回網(wǎng)關(guān)自己的MAC
-
交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)：在MAC地址轉(zhuǎn)換表中找到對(duì)應(yīng)MAC交換機(jī)接口
-
路由器接收：分用數(shù)據(jù)報(bào)
8.途中的設(shè)備：與第7步同樣操作如目的IP對(duì)應(yīng)的MAC地址不是當(dāng)前設(shè)備則繼續(xù)重復(fù)該操作繼續(xù)往更接近目的IP的路由發(fā)送
9.找到目的主機(jī)B，主機(jī)B的服務(wù)器開始接受分用請(qǐng)求，解析，最終組織響應(yīng)
10.同上述操作一樣，由主機(jī)B向主機(jī)A發(fā)送數(shù)據(jù)11.最終主機(jī)A接受到數(shù)據(jù)報(bào)，經(jīng)過分用，解析，最終得到響應(yīng) 好了，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就介紹到這里。
