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经典网络七层模型分层概念

2020-09-07 17:40云杰小编阅读:61

经典网络七层模型分层概念

大学《计算机网络》教科书上有经典的网络ISO七层模型,但七层划分太细了,稍显繁琐,不容易记住。

互联网协议族TCP/IP按粗粒度的四层划分,两种划分的对照图让彼此关系一目了然。

分层是计算机领域的常用技巧,比如互联网后端的三层架构“接入-逻辑-存储”就是分层思想的典型应用。

分层是为了隔离,通过分层划分职能,拆解问题,层与层之间约定接口,屏蔽实现细节。

TCP/IP自下到上划分为链路层、网络层、传输层、应用层。下层向上层提供能力,上层利用下层的能力提供更高的抽象。

1.链路层,也称网络接口层,包括操作系统的设备驱动程序和网卡,它们一起处理与传输媒介(光纤等)的物理接口细节。

2.网络层,也就是IP层,负责处理IP datagram在网络中的传输,IP层传输的是IP datagram,借助路由表,把IP datagram从网络的一端传输到另一端,简而言之:IP实现包的路由传输,IP协议和路由器工作在网络层。

3.传输层,提供端到端之间的通信,包括提供面向连接和高可靠性的TCP,以及无连接不可靠的UDP。貌似TCP更好,但实际不是这样,UDP因为不需要建连开销,所以更快,应用得也很广,比如新一代互联网协议HTTP3就从TCP转向UDP,应根据适应场景选择传输层协议。

4.应用层,跟应用相关,不同应用解决不同问题,需要不同的应用层协议。

链路层处理数据在媒介上的传输,以及主机与网卡、光纤等打交道的细节。因为与硬件相关,所以需要借助系统的驱动程序,链路层协议就是定义这些细节的,比如怎么把数据从网卡发送到光纤,采用什么格式编码等,它解决的数据在媒介上表示、流动的问题。

光有链路层功能肯定是不够的,网络上有成千上万的机器,主机A与B通信,你不能将数据发到主机C,所以仿照现实,要为主机分配网络地址,通过IP地址去标识网络中的一台主机,发送一个数据包,需要正确路由到目的地,这就好比你从家到公司,要经过哪些路径,需要地图,而路由表就类似这张地图。IP解决的是数据包在网络中的传输路由的问题。

有了网络层的传输路由能力,还不够,因为IP报在传输过程中可能丢包,比如中间经历过的路由器缓冲区满了便会丢包,这样不可靠,如果需要可靠传输的能力,便需要传输层基于IP层,提供更多的能力,TCP解决了可靠性问题。具体而言,如果丢包了,TCP层会负责超时重传,它通过接收确认和重传机制保证了可靠传输。另外,因为IP报都是独立路由的,所以从主机A到主机B,一份数据被拆分成x、y两个IP报先后发送,这2个包可能选择不同的传输路径,这样有可能y包先于x包到达,但我们希望在接收端(主机B)恢复这个数据的信息,但我们无法控制IP报的到达顺序,所以,我们需要在接收端恢复数据,我只需要在x、y包里记录它属于数据块的哪个部分,然后重组这份数据,这正是TCP做的,它会重新组装IP报,从而保证顺序性,递交给应用层。

有时候并不需要保证可靠性和顺序性,这便是UDP能提供的,它只是简单的把数据封装成IP报,然后通过IP层路由发送到目的端。

再往上,便是应用层协议了,比如http,又比如游戏服务器自定义协议,应用层协议通常基于TCP或者UDP做传输。


文章标题:《经典网络七层模型分层概念》

作  者:云杰小编。本文部分资料来源于网络,转载目的在于传递更多信息及学习参考:https://www.gdyunjie.cn/showinfo-114-2960-0.html

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