计算机网络各层有哪些协议?计算机网络协议解析:从拟定到实现,全面了解各层协议的作用与区别
在数字化时代,计算机网络无处不在,已经成为不可或缺的一部分。为了让不同设备能够有效地进行通信,网络协议作为一种约定和规则,确保了数据在网络中的可靠传输。今天,我们将深入探讨计算机网络的各层协议,详细介绍这些协议的作用、区别以及它们在实际中的应用,甚至还会提供一些代码示例,让你在实际中更好地理解这些概念。
1. 网络模型简介
计算机网络通常使用两种主要模型:OSI模型和TCP/IP模型。在这篇博文中,我们将重点关注TCP/IP模型,它是互联网协议的核心。TCP/IP模型通常被划分为四层:
- 应用层
- 传输层
- 网络层
- 数据链路层
1.1 应用层
应用层位于模型的最上层,主要负责为用户提供各种网络服务。它可以被视为用户和网络之间的接口。该层的主要协议包括:
- HTTP(超文本传输协议):用于在Web上传输超文本,例如网页。
- FTP(文件传输协议):用于文件的上传和下载。
- SMTP(简单邮件传输协议):用于电子邮件的发送。
- DNS(域名系统):将域名解析为IP地址。
示例代码:HTTP请求
使用Python的requests
库,可以快速实现HTTP请求:
import requestsurl = 'http://www.example.com'
response = requests.get(url)print("Status Code:", response.status_code)
print("Response Body:", response.text[:300]) # 打印前300个字符
1.2 传输层
传输层负责端到端的可靠性和数据流控制。它提供了两个主要的协议:
- TCP(传输控制协议):面向连接的,保证数据的可靠传输。
- UDP(用户数据报协议):无连接的,支持快速数据传输但不保证可靠性。
TCP与UDP的区别
特性 | TCP | UDP |
---|---|---|
连接性 | 面向连接 | 无连接 |
可靠性 | 提供可靠交付,重传机制 | 不提供可靠性 |
顺序性 | 数据包顺序到达 | 数据包无顺序保证 |
速度 | 相对较慢,造成延迟 | 快速,低延迟 |
使用场景 | 网页浏览、文件传输 | 实时应用(如视频会议、在线游戏) |
示例代码:TCP与UDP丛生
使用Python创建一个简单的TCP和UDP服务器。
TCP 服务器示例:
import sockettcp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(('localhost', 8080))
tcp_server.listen(5)
print("TCP Server is running...")while True:client_socket, addr = tcp_server.accept()print(f'Connection from {addr} has been established!')client_socket.send(b'Hello, TCP Client!')client_socket.close()
UDP 服务器示例:
import socketudp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
udp_server.bind(('localhost', 8080))
print("UDP Server is running...")while True:data, addr = udp_server.recvfrom(1024)print(f'Received message: {data} from {addr}')udp_server.sendto(b'Hello, UDP Client!', addr)
1.3 网络层
网络层的主要任务是将数据包从源地址传输到目标地址,负责路由的选择。主要协议包括:
- IP(互联网协议):负责数据包的寻址和分发。
- ICMP(互联网控制消息协议):用于发送错误消息和操作信息。
- ARP(地址解析协议):用于将IP地址解析为MAC地址。
示例代码:使用socket库获取本机IP地址
import sockethostname = socket.gethostname()
ip_address = socket.gethostbyname(hostname)print("Hostname:", hostname)
print("IP Address:", ip_address)
1.4 数据链路层
数据链路层负责在物理网络上可靠地传输数据帧。该层处理错误检测和流控制。主要协议包括:
- Ethernet(以太网):最常用的局域网技术。
- PPP(点对点协议):用于直接连接两个网络节点。
- Wi-Fi(无线保真):用于无线网络连接。
示例代码:获取本机的MAC地址
我们可以使用uuid
库来获取本机的MAC地址:
import uuidmac_address = ':'.join(['{:02x}'.format((uuid.getnode() >> elements) & 0xff) for elements in range(0,2*6,2)][::-1])
print("MAC Address:", mac_address)
2. 各层协议作用总结
- 应用层:为用户提供网络服务,优化用户体验。
- 传输层:确保数据在网络中的完整性和顺序,提供可靠或不可靠的传输方式。
- 网络层:负责路由和寻址,使数据包从源到目的地有效传输。
- 数据链路层:处理数据在物理连接间的传输,确保数据帧的完整性。
3. 未来的展望
随着技术的不断进步,网络协议也在不断演化。新兴的协议(如QUIC)将会在性能与安全性上提供更好的支持,应对不断增长的网络需求。在学习和应用计算机网络协议的过程中,了解基础协议的功能和区别,将为你日后的网络技术学习与开发打下坚实的基础。
小结
本文详细介绍了计算机网络的各层协议,涵盖了各层的主要协议及其作用并进行了对比分析。理解这些协议对于开发高效且可靠的网络应用至关重要。希望通过这篇博文,能够帮助你更加深入地理解计算机网络的世界,让你在未来的学习和工作中信心满满。网络之路,越走越宽!
相关文章:
计算机网络各层有哪些协议?计算机网络协议解析:从拟定到实现,全面了解各层协议的作用与区别
在数字化时代,计算机网络无处不在,已经成为不可或缺的一部分。为了让不同设备能够有效地进行通信,网络协议作为一种约定和规则,确保了数据在网络中的可靠传输。今天,我们将深入探讨计算机网络的各层协议,详…...
解决方案:机器学习中,基学习器 跟 弱学习器,有什么区别
文章目录 一、现象二、解决方案 一、现象 在工作中,在机器学习中,有时候会看到基学习器 跟 弱学习器,会容易混淆,所以整理一下 二、解决方案 在机器学习中,“基学习器”(Base Learner)和“弱…...

【Python】ftfy 使用指南:修复 Unicode 编码问题
ftfy(fixes text for you)是一个专为修复各种文本编码错误而设计的 Python 工具。它的主要目标是将损坏的 Unicode 文本恢复为正确的 Unicode 格式。ftfy 并非用于处理非 Unicode 编码,而是旨在修复因为编码不一致、解码错误或混合编码导致的…...
第9课-C++String功能的探索
1:C 语言中的字符串 vs C string 类 1.1 C 语言中的字符串 在 C 语言中,字符串本质上是以 \0 结尾的字符数组。C 标准库为此提供了 str 系列函数,如 strlen()、strcpy() 和 strcat() 等。虽然这些函数可以操作字符串,但它们的操…...

基于Hive和Hadoop的保险分析系统
本项目是一个基于大数据技术的保险分析系统,旨在为用户提供全面的汽车保险信息和深入的保险价格分析。系统采用 Hadoop 平台进行大规模数据存储和处理,利用 MapReduce 进行数据分析和处理,通过 Sqoop 实现数据的导入导出,以 Spark…...

国庆节快乐前端(HTML+CSS+JavaScript+BootStrap.min.css)
一、效果展示 二、制作缘由 最近,到了国庆节,自己呆在学校当守校人,太无聊了,顺便做一个小demo帮祖国目前庆生!!! 三、项目目录结构 四、准备工作 (1)新建好对应的文件目录 为了方便ÿ…...

【重学 MySQL】四十九、阿里 MySQL 命名规范及 MySQL8 DDL 的原子化
【重学 MySQL】四十九、阿里 MySQL 命名规范及 MySQL8 DDL 的原子化 阿里 MySQL 命名规范MySQL8 DDL的原子化 阿里 MySQL 命名规范 【强制】表名、字段名必须使用小写字母或数字,禁止出现数字开头,禁止两个下划线中间只出现数字。数据库字段名的修改代价…...
PyTorch源码系列(一)——Optimizer源码详解
目录 1. Optimizer类2. Optimizer概览3. 源码解析3.1 构造方法3.1.1 全局设置情形3.1.2 局部设置情形3.1.3 覆盖测试3.1.4 逐行讲解 3.2 add_param_group3.3 step3.4 zero_grad3.5 self.state3.6 state_dict3.7 load_state_dict 4. SGD Optimizer5. 极简版Optimizer源码6. 自定…...
Java - LeetCode面试经典150题(三)
区间 228. 汇总区间 题目 给定一个 无重复元素 的 有序 整数数组 nums 。 返回 恰好覆盖数组中所有数字 的 最小有序 区间范围列表 。也就是说,nums 的每个元素都恰好被某个区间范围所覆盖,并且不存在属于某个范围但不属于 nums 的数字 x 。 列表中…...

基于SpringBoot+Vue+MySQL的民宿预订平台
系统展示 用户前台界面 管理员后台界面 商家后台界面 系统背景 随着旅游业的蓬勃发展,民宿作为一种独特的住宿方式,受到了越来越多游客的青睐。然而,传统的民宿预定方式往往存在信息不对称、效率低下等问题,难以满足游客的个性化需…...
Hadoop krb5.conf 配置详解
krb5.conf文件是Kerberos认证系统中的一个关键配置文件,它包含了Kerberos的配置信息,如KDC(Key Distribution Centers)和Kerberos相关域的管理员服务器位置、当前域和Kerberos应用的默认设置、以及主机名与Kerberos域的映射等。以…...
工程师 - DNS请求过程
DNS(Domain Name System,域名系统)是互联网的重要基础设施之一,其主要功能是将人们容易记忆的域名(例如 www.example.com)转换为计算机能识别的IP地址(例如 192.0.2.1),类…...
Solidity智能合约中的事件和日志
1. Solidity 中的事件和日志概述 1.1 什么是事件? 在 Solidity 中,事件(Event)是一种允许智能合约与外部世界进行通信的机制。通过触发事件,可以记录合约执行中的关键操作,并将这些操作发送到链上。事件的…...
第四十一篇-Docker安装Neo4j
创建目录 mkdir /opt/neo4j-data创建 docker run \ -d --name neo4j \ -p 7474:7474 -p 7687:7687 \ -v /opt/neo4j-data/data:/data \ -v /opt/neo4j-data/logs:/logs \ -v /opt/neo4j-data//conf:/var/lib/neo4j/conf \ -v /opt/neo4j-data/plugins:/plugins \ --env NEO4J…...

数电基础(组合逻辑电路+Proteus)
1.组合逻辑电路 1.1组合逻辑电路的分析 1.1.1组合逻辑电路的定义 组合逻辑电路的定义 (1)对于一个逻辑电路,其输出状态在任何时刻只取决于同一时刻的输入状态,而与电路的原来状态无关,这种电路被定义为组合逻辑电路…...

自给自足:手搓了一个睡眠监测仪,用着怎么样?
很久不分享手搓党作品拉! 今天分享一个“基于毫米波雷达的睡眠监测仪”作品! 用Air700E开发板毫米波雷达,手搓一个开箱即用的睡眠监测仪,不花冤枉钱! 来仔细瞧瞧! 一、项目原理及硬件制作 毫米波是指频率…...

Miniforge详细安装教程(macOs和Windows)
(注:主要是解决商业应用anaconda收费问题,这是轻量级的代替,个人完全可以使用anaconda和miniconda) Miniforge 是一个轻量级的包管理器,类似于 Anaconda 和 Miniconda。它主要用于安装基于 conda 的 Python 环境,专注于…...
HDFS Shell作业1
1.在HDFS上建立/user/stu/自己学号,和/user/stu/input目录。 命令: hdfs dfs -mkdir -p /user/stu/22 hdfs dfs -mkdir /user/stu/input 2.用两种不同的方法上传albums.csv至HDFS的学号目录和input目录中。 命令: hdfs dfs -put par…...

工业交换机一键重启的好处
在当今高度自动化和智能化的工业环境中,工业交换机作为网络系统中至关重要的一环,其稳定性和可靠性直接影响到整个生产过程的顺利进行。为了更好地维护这些设备的健康运行,一键重启功能应运而生,并呈现出诸多显著的好处。 首先&am…...
滚雪球学Oracle[4.2讲]:PL/SQL基础语法
全文目录: 前言一、PL/SQL基础语法1.1 变量声明变量声明示例: 二、记录类型与集合类型的使用2.1 记录类型记录类型的定义与使用 2.2 集合类型 三、PL/SQL表与关联数组3.1 PL/SQL表(嵌套表)嵌套表的定义与使用 3.2 关联数组关联数组…...

SpringBoot-17-MyBatis动态SQL标签之常用标签
文章目录 1 代码1.1 实体User.java1.2 接口UserMapper.java1.3 映射UserMapper.xml1.3.1 标签if1.3.2 标签if和where1.3.3 标签choose和when和otherwise1.4 UserController.java2 常用动态SQL标签2.1 标签set2.1.1 UserMapper.java2.1.2 UserMapper.xml2.1.3 UserController.ja…...
SkyWalking 10.2.0 SWCK 配置过程
SkyWalking 10.2.0 & SWCK 配置过程 skywalking oap-server & ui 使用Docker安装在K8S集群以外,K8S集群中的微服务使用initContainer按命名空间将skywalking-java-agent注入到业务容器中。 SWCK有整套的解决方案,全安装在K8S群集中。 具体可参…...

(二)原型模式
原型的功能是将一个已经存在的对象作为源目标,其余对象都是通过这个源目标创建。发挥复制的作用就是原型模式的核心思想。 一、源型模式的定义 原型模式是指第二次创建对象可以通过复制已经存在的原型对象来实现,忽略对象创建过程中的其它细节。 📌 核心特点: 避免重复初…...

NLP学习路线图(二十三):长短期记忆网络(LSTM)
在自然语言处理(NLP)领域,我们时刻面临着处理序列数据的核心挑战。无论是理解句子的结构、分析文本的情感,还是实现语言的翻译,都需要模型能够捕捉词语之间依时序产生的复杂依赖关系。传统的神经网络结构在处理这种序列依赖时显得力不从心,而循环神经网络(RNN) 曾被视为…...
高防服务器能够抵御哪些网络攻击呢?
高防服务器作为一种有着高度防御能力的服务器,可以帮助网站应对分布式拒绝服务攻击,有效识别和清理一些恶意的网络流量,为用户提供安全且稳定的网络环境,那么,高防服务器一般都可以抵御哪些网络攻击呢?下面…...
浅谈不同二分算法的查找情况
二分算法原理比较简单,但是实际的算法模板却有很多,这一切都源于二分查找问题中的复杂情况和二分算法的边界处理,以下是博主对一些二分算法查找的情况分析。 需要说明的是,以下二分算法都是基于有序序列为升序有序的情况…...
大学生职业发展与就业创业指导教学评价
这里是引用 作为软工2203/2204班的学生,我们非常感谢您在《大学生职业发展与就业创业指导》课程中的悉心教导。这门课程对我们即将面临实习和就业的工科学生来说至关重要,而您认真负责的教学态度,让课程的每一部分都充满了实用价值。 尤其让我…...

dify打造数据可视化图表
一、概述 在日常工作和学习中,我们经常需要和数据打交道。无论是分析报告、项目展示,还是简单的数据洞察,一个清晰直观的图表,往往能胜过千言万语。 一款能让数据可视化变得超级简单的 MCP Server,由蚂蚁集团 AntV 团队…...
MySQL账号权限管理指南:安全创建账户与精细授权技巧
在MySQL数据库管理中,合理创建用户账号并分配精确权限是保障数据安全的核心环节。直接使用root账号进行所有操作不仅危险且难以审计操作行为。今天我们来全面解析MySQL账号创建与权限分配的专业方法。 一、为何需要创建独立账号? 最小权限原则…...
蓝桥杯 冶炼金属
原题目链接 🔧 冶炼金属转换率推测题解 📜 原题描述 小蓝有一个神奇的炉子用于将普通金属 O O O 冶炼成为一种特殊金属 X X X。这个炉子有一个属性叫转换率 V V V,是一个正整数,表示每 V V V 个普通金属 O O O 可以冶炼出 …...