五层网络模型

五层网络模型通常指的是 TCP/IP 五层模型。有如下特点分别是:

• 每层相互独立,只需要解决自己的问题
• 每层无需考虑自己的问题,仅需要把自己的结果交给下层即可
• 每层有多种方案可以选择,选择的不同的方案不会对上下层造成影响
• 每一层会在上一层的基础上增加一些额外信息

它是一个广泛使用的网络架构，包含了五个层次，分别是：

应用层 (Application Layer):

• 提供用户接口和服务，支持网络应用程序的开发和访问。
• 包括 HTTP、FTP、SMTP 等协议。

传输层 (Transport Layer):

• 为应用层实体提供端到端的通信功能,保证了数据包的顺序传送及数据的完整性。
• 该层定义了两个主要的协议:传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP).

网络层 (Network Layer):

• 负责对子网间的数据包进行路由选择，实现不同网络之间的数据包传输。
• 主要协议包括 IP(Internet Protocol)和路由器。

链路层 (Data Link Layer):

• 管理物理网络中节点之间的数据帧传输，提供物理地址(MAC 地址)的识别
• 包括以太网协议和 交换机 等技术。

物理层 (Physical Layer):

• 负责传输原始比特流，定义物理连接的特性，如电压、速率等。
• 包括传输介质，如光纤、电缆等。

数据的封装和解封装

数据的封装和解封装是指在网络通信中数据经过不同层次处理的过程。

封装

在发送端，数据在经过每一层时都会被封装：

• 应用层封装:

  • 应用层数据被封装成应用层协议数据单元(PDU)

• 传输层封装:

  • 传输层将应用层数据封装成传输层 PDU
  • 添加源端口和目标端口信息。

• 网络层封装:

  • 网络层将传输层 PDU 封装成网络层 PDU
  • 添加源IP地址和目标IP地址

• 数据链路层封装:

  • 数据链路层将网络层 PDU 封装成数据链路层 PDU
  • 添加源MAC地址 和 目标MAC地址

• 物理层传输:

  • 最终，物理层将完整的数据链路层帧转换为比特流进行传输。

解封装

在接收端，数据在每一层接收后都会被逐层解封装：

• 物理层解封装:

  • 物理层接收比特流，并将其转换为数据链路层帧。

• 数据链路层解封装:

  • 数据链路层去除头部信息，提取网络层 PDU

• 网络层解封装:

  • 网络层去除头部信息,提取传输层 PDU。

• 传输层解封装:

  • 传输层去除头部信息,提取应用层数据。

• 应用层解封装:

  • 应用层根据具体应用协议去除头部信息，提取原始的应用层数据