计算机网络知识
计算机网络知识
OSI模型
设备:
物理层
最开始的连接模型
集线器(Hub)
随着越来越多的人加入,你发现身上开的网口实在太多了,而且网线密密麻麻,混乱不堪。(而实际上一台电脑根本开不了这么多网口。
于是你们发明了一个中间设备,你们将网线都插到这个设备上,由这个设备做转发,就可以彼此之间通信了,本质上和原来一样,只不过网口的数量和网线的数量减少了,不再那么混乱。
你给它取名叫集线器,它仅仅是无脑将电信号转发到所有出口(广播),不做任何处理,你觉得它是没有智商的,因此把人家定性在了物理层。
广播和标识:
由于转发到了所有出口,那 BCDE 四台机器怎么知道数据包是不是发给自己的呢?
首先,你要给所有的连接到交换机的设备,都起个名字。原来你们叫 ABCD,但现在需要一个更专业的,全局唯一的名字作为标识,你把这个更高端的名字称为 MAC 地址。
你的 MAC 地址是 aa-aa-aa-aa-aa-aa,你的伙伴 b 的 MAC 地址是 bb-bb-bb-bb-bb-bb,以此类推,不重复就好。
这样,A 在发送数据包给 B 时,只要在头部拼接一个这样结构的数据,就可以了。
B 在收到数据包后,根据头部的目标 MAC 地址信息,判断这个数据包的确是发给自己的,于是便收下。
其他的 CDE 收到数据包后,根据头部的目标 MAC 地址信息,判断这个数据包并不是发给自己的,于是便丢弃。
数据链路层
交换机
交换机(光猫)通常用来组建局域网,作为局域网通信的重要枢纽,通过二层/三层交换快速转发报文;:mac地址+端口识别通过Mac链表,来找到目的地的mac地址发送。
到达交换机时,交换机内部通过自己维护的 MAC 地址表,发现目标机器 B 的 MAC 地址 bb-bb-bb-bb-bb-bb 映射到了端口 1 上,于是把数据从 1 号端口发给了 B,完事~
你给这个通过这样传输方式而组成的小范围的网络,叫做以太网。
当然最开始的时候,MAC 地址表是空的,是怎么逐步建立起来的呢?
假如在 MAC 地址表为空是,你给 B 发送了如下数据
桥接:
网络层
交换机已经无法记录如此庞大的映射关系了。
此时你动了歪脑筋,你发现了问题的根本在于,连出去的那根红色的网线,后面不知道有多少个设备不断地连接进来,从而使得地址表越来越大。
那我可不可以让那根红色的网线,接入一个新的设备,这个设备就跟电脑一样有自己独立的 MAC 地址,而且同时还能帮我把数据包做一次转发呢?
这个设备就是路由器,它的功能就是,作为一台独立的拥有 MAC 地址的设备,并且可以帮我把数据包做一次转发,你把它定在了网络层。
NAT:网络地址转换技术,可以将大量私网地址,转换成1个公网地址。从而实现很多内部用户共用1个公网地址来访问Internet,起到节省IP地址的作用
路由器(网关)
网关是一种网络硬件设备或网络节点,旨在将两个不同的网络连接在一起,允许用户跨多个网络进行通信
路由器用来连接不同的网络,通过路由协议(路由表)保证互联互通,确保将报文转发到目的地;
现在 A 要给 C 发数据包,已经可以成功发到路由器这里了,最后一个问题就是,路由器怎么知道,收到的这个数据包,该从自己的哪个端口出去,才能直接(或间接)地最终到达目的地 C 呢。
路由器收到的数据包有目的 IP 也就是 C 的 IP 地址,需要转化成从自己的哪个端口出去,很容易想到,应该有个表,就像 MAC 地址表一样。
这个表就叫路由表。
至于这个路由表是怎么出来的,有很多路由算法,本文不展开,因为我也不会哈哈~
不同于 MAC 地址表的是,路由表并不是一对一这种明确关系,我们下面看一个路由表的结构。
| 目的地址 | 子网掩码 | 下一跳 | 端口 |
|---|---|---|---|
我们学习一种新的表示方法,由于子网掩码其实就表示前多少位表示子网的网段,所以如 192.168.0.0(255.255.255.0) 也可以简写为 192.168.0.0/24
| 目的地址 | 下一跳 | 端口 |
|---|---|---|
这就很好理解了,路由表就表示,http://192.168.0.xxx 这个子网下的,都转发到 0 号端口,http://192.168.1.xxx 这个子网下的,都转发到 1 号端口。下一跳列还没有值,我们先不管
配合着结构图来看(这里把子网掩码和默认网关都补齐了)
传输层
会话层
表示层
应用层
应用层协议HTTP,