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網絡工作原理及數據傳輸的封裝與解封裝過程
計算機網絡工作原理：是將地理位置不用的具有獨立功能的多台計算機及其外部設備、通過通信線路連接起來
、在網絡操作系統、網絡管理軟件及網絡通信協議的管理和調節下，實現資源共享和信息傳遞。計算機網絡向用戶提供最重要的功能有兩個、連通性和共享
而計算機的通信最基本的是參考OSI七層參考模型和TCP/IP四層協議簇
1、OSI七層參考模型：
OSI七層是由國際標准化組織與1984年頒布了開放系統互聯（OSI）參考模型，OSI參考模型是一個開放式體系結構，它規定將網絡分為七層，從下往上依次是、物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、和應用層。
（1）物理層
物理層：主要功能是完成相鄰節點之間原始比特流的傳輸。
（2）數據鏈路層
數據鏈路層：負責將上層數據封裝成固定格式的幀，在數據幀內封裝發送端和接收端的數據鏈路層地址（在以太網中為 MAC地址，MAC地址是用來標識網卡的物理地址：在廣域網中點到多點的連接情況下，可以是一個鏈路的標識），並且為了防止在數據傳輸過程中產生誤碼，要在幀尾部加上校驗信息，發現數據錯誤時，可以重新傳數據幀。
（3）網絡層：
網絡層：的主要功能是實現數據從源端到目的端的傳輸，在網絡層，使用邏輯地址來標識一個點，將上層數據封裝成數據包，在數據包的頭部封裝源和目的端的邏輯地址。網絡層根據數據包頭部的邏輯地址選擇最佳的路徑，將數據送達目的端。
（4）傳輸層：
傳輸層：主要功能是實現網絡中不同主機上用戶進程之間的數據通信，網絡層和數據鏈路層負責將數據送法目的端主機，而這個數據需要什么用戶進程去處理，就需要傳輸層來分配。
（5）會話層：
會話層：允許不同機器上的用戶之間建立會話關系。會話層允許進行類似傳輸層的普通數據的傳送。
（6）表示層：
表示層提供各種用於應用層數據的編碼和轉換功能,確保一個系統的應用層發送的數據能被另一個系統的應用層識別。如果必要，該層可提供一種標准表示形式，用於將計算機內部的多種數據格式轉換成通信中采用的標准表示形式。數據壓縮和加密也是表示層可提供的轉換功能之一。
由於公司A和公司B是不同國家的公司，他們之間的商定統一用英語作為交流的語言，所以此時表示層（公司的文秘），就是將應用層的傳遞信息轉翻譯成英語。同時為了防止別的公司看到，公司A的人也會對這份報價單做一些加密的處理。這就是表示的作用，將應用層的數據轉換翻譯等
（7）應用層
應用層：OSI參考模型中最靠近用戶的一層，是為計算機用戶提供應用接口，也為用戶直接提供各種網絡服務。我們常見應用層的網絡服務協議有：HTTP，HTTPS，FTP，POP3、SMTP等。
2、TCP/IP四層參考模型：
（1）：物理層和數據鏈路層
在物理層和數據鏈路層，TCP/IP並沒有定義任何特定的協議，它支持所有標准的和專用的協議，網絡可以是局域網。城域網和廣域網。
常見的協議有：
1） MAC：媒體接入控制，主要功能是調度，把邏輯信道映射到傳輸信道，負責根據邏輯信道的瞬時源速率為各個傳輸信道選擇適當的傳輸格式。MAC層主要有3類邏輯實體，第一類是MAC-b，負責處理廣播信道數據；第二類是MAC-c，負責處理公共信道數據；第三類是MAC-d，負責處理專用信道數據。
2）RLC：無線鏈路控制，不僅能載控制面的數據，而且也承載用戶面的數據。RLC子層有三種工作模式，分別是透明模式、非確認模式和確認模式，針對不同的業務采用不同的模式。
3）BMC：廣播/組播控制，負責控制多播/組播業務。
4）PDCP：分組數據匯聚協議，負責對IP包的報頭進行壓縮和解壓縮，以提高空中接口無線資源的利用率。
（2）網絡層：
在網絡層。TCP/IP定義了網絡互聯協議（internet Protocol，IP），而IP又由四個支撐協議組成：ARP(地址解析協議)、RARP（逆地址解析協議）、 ICMP（網際控制報文協議）和IGMP（網際組管理協議）
常見的協議有：
1）IP：IP協議提供不可靠、無連接的傳送服務。IP協議的主要功能有：無連接數據報傳輸、數據報路由選擇和差錯控制。IP地址是重要概念
2）ARP：地址解析協議。基本功能就是通過目標設備的IP地址，查詢目標設備的MAC地址，以保證通信的順利進行。以太網中的數據幀從一個主機到達網內的另一台主機是根據48位的以太網地址（硬件地址）來確定接口的，而不是根據32位的IP地址。內核必須知道目的端的硬件地址才能發送數據。P2P的連接是不需要ARP的。
3）RARP：反向地址轉換協議。允許局域網的物理機器從網關服務器的 ARP 表或者緩存上請求其 IP 地址。局域網網關路由器中存有一個表以映射MAC和與其對應的 IP 地址。當設置一台新的機器時，其 RARP 客戶機程序需要向路由器上的 RARP 服務器請求相應的 IP 地址。假設在路由表中已經設置了一個記錄，RARP 服務器將會返回 IP 地址給機器。
4）IGMP：組播協議包括組成員管理協議和組播路由協議。組成員管理協議用於管理組播組成員的加入和離開，組播路由協議負責在路由器之間交互信息來建立組播樹。IGMP屬於前者，是組播路由器用來維護組播組成員信息的協議，運行於主機和和組播路由器之間。IGMP 信息封裝在IP報文中，其IP的協議號為2。
5）ICMP：Internet控制報文協議。用於在IP主機、路由器之間傳遞控制消息。控制消息是指網絡通不通、主機是否可達、路由是否可用等網絡本身的消息。這些控制消息雖然並不傳輸用戶數據，但是對於用戶數據的傳遞起着重要的作用。
BGP :邊界網關協議。處理像因特網大小的網絡和不相關路由域間的多路連接。
7）RIP：路由信息協議。是一種分布式的基於距離矢量的路由選擇協議。
（3）傳輸層：
傳統上,TCP/IP有兩個傳輸層協議:TCP(傳輸控制協議)和UDP(用戶數據報協議)。TCP協議傳輸更加穩定可靠。UDP協議傳輸效率更高。
常見的協議有：
1）TCP: 一種面向連接的、可靠的、基於字節流的傳輸層通信協議。
UDP: 用戶數據報協議，一種無連接的傳輸層協議，提供面向事務的簡單不可靠信息傳送服務。
3）RTP： 實時傳輸協議，為數據提供了具有實時特征的端對端傳送服務，如在組播或單播網絡服務下的交互式視頻音頻或模擬數據。
4）SCTP： 一個面向連接的流控制傳輸協議，它可以在兩個端點之間提供穩定、有序的數據傳遞服務。SCTP可以看做是TCP協議的改進，它繼承了TCP較為完善的擁塞控制並改進TCP的一些不足：
a. SCTP是多宿主連接，而TCP是單地址連接。
b.一個TCP連接只能支持一個流，一個SCTP連接可以支持多個流。
c.SCTP有更好的安全性。
（4）應用層：
在應用層，TCP/IP定義了許多協議，如HTTP（超文本傳輸協議）、FTP（文件傳輸協議）、SMTP(簡單郵件傳輸協議)、DNS（域名系統解析協議）
常見的協議有：
1）HTTP：超文本傳輸協議，基於TCP，是用於從WWW服務器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳輸協議。它可以使瀏覽器更加高效，使網絡傳輸減少。
2）SMTP：簡單郵件傳輸協議,是一組用於由源地址到目的地址傳送郵件的規則，由它來控制信件的中轉方式。
3）SNMP：簡單網絡管理協議，由一組網絡管理的標准組成，包含一個應用層協議、數據庫模型和一組資源對象。
4）FTP：文件傳輸協議，用於Internet上的控制文件的雙向傳輸。同時也是一個應用程序。
5）Telnet：是Internet遠程登陸服務的標准協議和主要方式。為用戶提供了在本地計算機上完成遠程主機工作的能力。在終端使用者的電腦上使用telnet程序，用它連接到服務器。
6）SSH：安全外殼協議，為建立在應用層和傳輸層基礎上的安全協議。SSH 是目前較可靠，專為遠程登錄會話和其他網絡服務提供安全性的協議。
7）NFS：網絡文件系統，是FreeBSD支持的文件系統中的一種，允許網絡中的計算機之間通過TCP/IP網絡共享資源
3.數據傳輸過程（數據封裝與解封裝過程）
數據封裝過程：
（1）應用層傳輸過程：
在應用層，數據被”翻譯”為網絡世界使用的語言 --二進制編碼數據。
（2）傳輸層傳輸過程：
在傳輸層，上層數據被分割成小的數據段，並為每個分段后的數據封裝TCP報文頭部，應用層將人們需要傳輸的信息轉換成計算機能識別的二進制數據后，些數據往往都是海量的，一次性傳輸如此龐大的數據，一旦網絡出現問題而導致數據出錯就要重新傳輸，數據量過大也會增加出錯的概率，最終可能導致網絡資源耗盡。因此，將數據先分割成小段再傳輸，一旦數據傳輸出現錯誤只需要重新傳這一小段數據即可。
在TCP頭部有一個關鍵的字段信息—端口號，它用於識別上層的協議或應用程序，確保上層應用數據的正常通信。對於一台主機就需要搞清楚另外一台主機發送的數據要對應哪個應用程序實施通信。但是對於傳輸層而言，它是不可能看懂應用層傳輸數據的具體內容的，因此只能借助一種標識來確定接收到的數據對應的應用程序，這種標識接收端口。
（3）網絡層：
在網絡層，上層數據被封裝上新的報文頭部-----IP地址，在IP頭部中包含目標IP地址和源IP地址，在網絡傳輸過程中的一些中間設置，如路由器，會根據目標IP地址來進行邏輯尋址，找到正確的路徑將數據傳轉發到目的端主機，如果沒有發現目的 IP地址是不可能到達的，它將會把該信息傳回發送端主機，因此在網絡層需要同時封裝目標IP和源IP。
（4）數據鏈路層
在數據鏈路層中，上層數據被封裝一個MAC頭部，其內部有一個關鍵的字段信息------MAC地址，它是計算機的物理地址，具有全球唯一性，和IP頭部類似，在MAC頭部也同樣封裝這目標MAC地址和源MAC地址。
（5）物理層傳輸過程：
無論在之前封裝的報文頭部還是上層的數據信息都是由二進制數組成的，在物理層，將這些二進制數組成的比特流傳換成電信號在網絡中傳輸。
數據解封裝過程：
在物理層，首先將電信息轉換成為二進制數據，並將數據發送到數據鏈路層，在數據鏈路層，將看目標MAC地址，判斷是否與自己的MAC地址吻合，並據此完成后續處理，如果數據報文的目標MAC地址就是自己的MAC地址，數據的MAC頭部將被拆掉，並將剩余的數據發送到上一層（網絡層），如果目標MAC地址不是自己的MAC地址，對於終端設置來說，它將會丟棄數據。網絡層與數據鏈路層類似，目標IP地址將被核實是否與自己的IP地址相同，從而確定是否發送到上一層，到了傳輸層，首先要根據TCP頭部判斷數據段送往那個應用層協議或者應用程序，然后將之前被分組的數據段重組，再送往應用層，在應用層，這些二進制數據將經歷復雜的解碼過程，以還原成發送者所傳輸的最原始的信息。
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