TCP/IP五层模型、封装和分用

1.网络通信基础

IP地址：表示计算机的位置，分源IP和目标IP；举个例子：买快递，商家从上海发货，上海就是源IP，收货地址是湖北，湖北就是目标IP。

端口号：表示一个具体的应用程序，分源端口和目标端口，如：某个进程或服务的端口号是8080；还是买快递的例子，发货的商家，商家就是源端口号，收货的买家，买家就是目标端口号。

同学们都看过西游记⑧~唐僧每次介绍自己的时候，是这么说的：“贫僧自东土大唐而来，去西天拜佛求经”，这里的贫僧=源端口（我是谁）、东土大唐=源IP（从哪来）、佛祖=目标端口（要找谁）、西天=目标IP（到哪去）

协议：规定数据之间传输的方法/规则，就好比加密通话，说暗号，我不要碟盘了（我没事了），我对别人说：“我不要碟盘了”，对方收到后，通过之前约定的协议，对这句话进行解读，意思就是”我没事了“

2.协议分层

最原始的协议是一大类，复杂难懂，于是进行了分化，分成多种短小的协议，也就是分层，每层有各自代表的意义和作用，上层协议调用下层协议，下层协议服务上层协议，这样学习起来就有迹可循，变得简单易懂。

OSI七层协议模型

七层协议模型是指OSI（Open Systems Interconnection）七层协议模型，它是一种网络协议的分类方法，用于描述计算机网络中不同层次之间的通信协议。**OSI七层协议模型包括：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。**每一层都有其特定的功能和职责，它们之间通过接口进行通信 。七层协议模型过于复杂，实际中并不会有用到，俺就不过多赘述了~

TCP/IP五层/四层协议模型【重点】

计算机网络中的五层协议模型是指TCP/IP五层模型，它是一种网络协议的分类方法，用于描述计算机网络中不同层次之间的通信协议。 TCP/IP五层模型包括：物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层，而四层协议模型只是少了一个物理层。 每一层都有其特定的功能和职责，它们之间通过接口进行通信 。

同学们先看个故事，有助于理解五层协议的功能。

一天，我在tb买了一袋子的抹布，付款后，上海商家准备发货，把快递交给了sf快递公司，该公司准备把这个快递进行运输，运输的路线有：上海=》南京=》湖北 / 上海=》广州=》湖北，具体走哪条路线就是快递公司的事情了，这工作就好比是网络层；而我和商家只管下单接单，发货收货，不在乎这个快递是通过什么路径最终送我手上的，这个就好比是传输层；而在上海发往南京的途中，具体使用的工具是通过卡车还是飞机，这个工作就好比是数据链路层，负责两个相邻的节点进行传输。物理层就好比运输路上的基础设施，比如高速公路、铁路等。

物理层：规定了网络通信中所用到的硬件设备的规格 ，如：网线、LAN口、WAN口…

数据链路层：负责相邻两台设备之间的传输； 这里的相邻指的是：A和B设备都连接C路由，就属于相邻的两台设备。当然也不一定非要连接的是路由，也可以是网线或是其他的设备

网络层：负责规划数据传输的路径，比如：商家把快递发给买家，快递到底怎么到买家手上，这件事就归快递公司自己规划，网络层就类似于快递公司。

传输层：端口与端口之间的传输，不在乎传输过程；比如：商家把快递发给买家，买卖双方不关心快递在路上的过程，只在乎发快递和收快递。

应用层：与应用程序相关，表示 传输的数据，用户拿到这个数据怎么使用，比如：商家把快递（抹布）发给买家，买家收到货后，可以拿来擦地也可以擦桌子，也就是说数据的使用，属于应用层负责。

3. 封装&分用

数据封装：从上层协议往下层协议，层层封装

咱们假设使用QQ双方通信，比如俺发了一条消息为：hello。QQ这个应用程序就会把hello这个字符串构造成一个应用层数据报。

此处假设应用层协议的格式为：发送方QQ号+发送时间+接收方QQ号+发送的消息内容。

构造的应用层数据报：

构造完成后，交给传输层（在系统内核里），传输层进行处理，构造成传输层的数据报， 传输层常用的协议有“UDP和TCP”，假设这里使用的是UDP，则会构造一个UDP数据报，里面包含的有源端口和目标端口等其他的数据，并拼接在应用层数据报的头部，构造完成后是这样的：

之所以拼接报头，一是为了安全，二是为了表明消息要去哪，怎么传输，就好比发快递，要包一层快递盒，在盒子上贴上标签，标签上有收货人的信息，报头就好似一个标签。

传输层构造完成后，再交给网络层，网络层常用的协议有“IP协议”，于是网络层再打包一个IP协议报头，拼接到传输层报头前，IP报头里包含的有源IP和目的IP，构造完成后是这样的：

网络层完成后，再交给数据链路层，此处使用的协议是“以太网协议”，根据已有的数据打包成一个“以太网数据帧”，在已有的数据报前后加上以太网帧头、帧尾。数据链路层构造完成后是这样的：

最后数据链路层把数据交给物理层，物理层把上述的二进制数据转换给光信号/电信号，发送给另一台设备。经过上面的准备，此时才把数据真正的发送出去了。以上过程则称为“封装”。

数据分用：从下层协议往上层协议，层层解析

接收方，接收到我发送的数据后，进行对数据的解析~~~

物理层接收到发送来的光信号/电信号后，进行转换成以太网数据帧，于是又成了这个样子：

再把这个数据交给数据链路层，链路层则会去掉帧头和帧尾，取出中间的载荷，以太网帧头里会记录这个载荷是不是一个IP协议。

数据链路层的解析：

数据链路层把载荷交给网络层，再根据IP协议，解析IP报头，取出载荷（传输层的数据），根据IP报头解析出是TCP还是UDP协议。

网络层的解析：

网络层把解析后的数据交给传输层进行解析，由于网络层根据IP报头里的内容解析出UDP协议，所以传输层根据UDP协议进行解析，取出报头，取出载荷（应用层数据），再把这个载荷交给应用层的程序。UDP报头里包含的有目的端口，根据这个目的端口就可以找到具体的一个应用程序，于是把最后的数据交给对应的应用程序。

传输层的解析：

数据到达了应用层，QQ则会根据规定的应用层协议进行解析数据，最后构造，显示到界面上。

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数据到达了应用层，QQ则会根据规定的应用层协议进行解析数据，最后构造，显示到界面上。

上述这些解析则叫做“分用”。