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人生若只如初见。
前言
当我在台灯下,听着远隔17年前五月天的歌,而在数日后,我的文字也会纵使相隔万里远的来到你的屏幕前,就觉得这全部妙不可言。
OSI 网络七层模型
《假如把网络原理倒过来看,从无到有,全部都明晰了(上) 》
《假如把网络原理倒过来看,从无到有,全部都明晰了(中) 》
继上两篇之后,咱们的网络规范和规范也逐步明晰。能够看到国际规范化安排提出OSI 七层模型网络分层模型,如下图所示,每一层供给的功用。
每一层只需重视地点这一层的作业,并且每一层都能够运用下一层供给的服务,例如 只处理设备之间通讯问题的物理层,再到在物理层之上物理链路+协议的传输层,而传输层同样也需求运用网络层供给的路由和寻址功用,传输层能够知道把数据传输到哪里去。
尽管 OSI
的七层体系理论完好,但却比较杂乱,在商场上就显得不实用,并且有些功用在多个层中重复出现。
所以,七层模型就显得有些笨重,并且现在也没有了商场。尽管历史上它得到过官方的大力支撑,但商场更喜爱TCP/IP
四层模型。
TCP/IP模型
TCP/IP 四层模型 是目前广泛采用的一种模型,能够将 TCP/IP 模型看作是 OSI七层模型的精简版,由以下 四 层组成:
4. 运用层
3. 传输层
2. 网络层
1. 网络接口层
如下图所示:
TCP/IP 四层模型 是怎么干过 OSI 七层模型的?
其中有许多的说法,TCP/IP
在互联网上现已抢先全球规划成功运行,所以使得OSI
规范出产的设备错失商场。
以及 OSI
的专家缺乏商场经验,并且完成起来过分杂乱,所以运行功率低。OSI
的层次划分不太合理,功用层次重复出现等等。
也有许多专家有过谈论,其中以不知是否是段子的一个谈论。
普度大学特聘教授Douglas Comer的批评最为剧烈。他曾经在一篇文章里这样写过:
“最近有了一些惊人的发现:咱们都知道这个七层模型是由一个小组完成的,但咱们不知道的是,这个小组有一天深夜在酒吧里谈论美国的文娱八卦。他们把迪斯尼电影里7个小矮人的姓名写在餐巾纸上,有个人开玩笑说7对于网络分层是个好数字。第二天上午在规范化委员会的会议上,他们传阅了那张餐巾纸,然后一致同意昨晚喝醉时的重大发现。那天结束时,他们又给七个层次从头起了听上去更科学的姓名,所以模型就诞生了。
有了钢筋水泥后,将网络再倒回来看
前两篇咱们是把网络倒过来,从设计网络之初开端,到从物理国际构建起了虚拟国际的路。
也便是说虚拟国际的钢筋水泥都搭建好后,接下来是更贴近用户的网络层级(能够说是衔接用户)。
那么咱们不如将网络再倒回来看。
从你输入网址后发生了什么?
URL:一致资源定位符
网址其实便是一串URL(Uniform Resource Locator)
被称为 一致资源定位符,URL
的格局如下所示:
所以,浏览器第一步作业是解析URL
后,恳求发送给服务器,所以 URL
(一致资源定位符)望文生义,便是恳求服务器里的文件资源。 如下图所示。
(下图所示,Web
服务器的 ”/“ 根目录是web
股务器配置文件中指定的根路径)
DNS:域名体系
DNS(Domain Name System)
,用户与互联网上某台主机通讯时,有必要要知道主机的IP地址(也便是资源的地点方位)。
而用户不太容易记住点分十进制IP地址,所以DNS的出现便是为了处理这个问题。域名体系DNS能够把互联网上的主机姓名转换为IP地址。
例如咱们国内多数互联网产品的域名都是用拼音,例如网上购物时,你不需求记住淘宝的IP地址(也或许也记不住),但是你知道它的姓名,用拼音就能够找到。
所以DNS是专门存储域名与IP
的对应关系的服务器。
域名的分层结构
DNS
中的域名用 “.” 分隔,例如www.xxx.com
的点来表明不同层次域名。
而域名在最终都有一个根域名,同样用 “.” 点表明,如www.xxx.com.
。
所以,DNS分层级的规则是越靠右的方位表明其层级越高。
例如,根域在最顶层,它的下一层便是.com
是一级域名,以此类推,再往下是xxx.com
是三级域名。如下图所示。
而DNS为什么不叫“姓名”而叫“域名”呢?
还记得中篇畅聊过的AS
(自治域)吗?所构成的庞大互联网,其实是由无数个自治域彼此组成(简略的提到网络与网络的之间的衔接构成的是互联网),感兴趣的同伴能够回顾,这儿就不再赘述。
当这些内部网络最终构成了规划十分大的网络时,假如让所有的路由器知道所有的网络应怎样到达,则这种路由表将十分大,处理起来也太花时间,协议都跑不过来。
并且许多不同的单位或许不愿意外界了解自身网络的布局细节和所采用的路由挑选协议(这归于内部的作业),但同时还期望衔接到互联网上。
就像在地球上也被划分成若干个不相同的“国家”相同。而每个国家都有自己一套货币,语言,文化,政治(办理规范和路由策略)。而这些网络被称为自治域或自治体系 (
autonomous system
),简称为AS
。——《假如把网络原理倒过来看,从无到有,全部都明晰了(中)》
而正由于在互联网的命名体系中运用了许多的 “域”,因此就出现了 “域名” 。
运用层
接着当来到了运用层,运用层协议给不同的运用供给了各自需求的运用层网络协议。
例如,常见的文件传输的FTP
协议,以及支撑电子邮件的 SMTP
协议,还有Web
运用中的 HTTP
协议等等。
HTTP
便是用来恳求来加载浏览器网页中的协议。
HTTP
HTTP(HyperTextTransferProtocol)
超文本传输协议。望文生义是不止文本的文本,包括数据能够是文字、图片、视频等数据,而最关键是超链接,能从一个超文本跳转到别的一个超文本。
最常见的超文本便是 HTML
了,其本身是纯文字文件,但内部用许多标签,能够界说了图片、视频等的链接,再经过浏览器的解析后呈现给咱们的就能够是一个既有文字、图像、视频这样有画面的网页。
所以 HTTP 协议的中心是什么?
HTTP
的作业模式十分简略,由于其他层级现已负责了底层的详细传输作业,所以 HTTP
协议基本上不必在这方面操心太多。
单从这一点上来看,所谓的“超文本传输协议”其实并不怎么管“传输”的作业,有点“名不副实”。
那么 HTTP
协议的中心部分是什么呢?其实便是它传输的报文内容。如下图所示是报文传输格局。
而HTTP
协议常见的报文字段如下:
Content-Length
字段
在服务器回来数据时,表明本次回应的数据长度。
如下面告知浏览器本次服务器回应的数据长度是 666 个字节。
Content-Length: 666
Connection
字段
在开启 Keep-Alive
长衔接机制后,表明衔接不会中止衔接。(当客户端发送另一个恳求时,会运用同一个衔接,一直到客户端或服务器端提出断开衔接)
所以 HTTP
长衔接机制只需一端没有承认断开衔接,则保持衔接状况。
Connection: Keep-Alive
而客户端经过服务器就能够运用 HTTP
的 长衔接机制,来完成恳求的复用。
在 HTTP/1.1 版别的默认衔接都是长衔接,但为了兼容老版别的 HTTP,Connection字段值都是为Keep-Alive。
Content-Type
字段
在服务器回应时,告知客户端,数据是什么格局。
例如,下面咱们常见的类型表明发送的是网页,编码格局为UTF-8
。
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Accept
字段
在客户端恳求的时候,能够声明自己能够承受哪些数据格局。
例如,下面表明客户端声明能够承受任何格局的数据。
Accept: */*
Accept-Encoding
字段
在客户端在恳求时,表明能够承受哪些紧缩格局。
例如,下面表明客户端声明能够承受gzip
的紧缩格 式。
Accept-Encoding: gzip,
当各类运用在运用了FTP、SMIT、HTTP
等等,不同的运用层协议来满意自己的运用后,在计算机网络的背面就又需求来进行一致。
传输层
所以运用层的数据包会传给传输层,而传输层负责为两头主机进程通讯之间供给通用的数据传输服务。
这儿的通用不针对某一个网络,而是各种不同运用能够运用同一个传输层服务。就像不管是电脑、手机还是其他更多联网设备,它们都是一致的网络协议来彼此通讯。
传输层有以下两种协议:
TCP(Transmisson Control Protocol)
传输操控协议,是可靠的数据传输协议,所以也是大部分运用会挑选TCP
协议的原因,
UDP(User Datagram Protocol)
用户数据报协议,相对来说简略,简略到只负责发送数据包,来尽最大努力的数据传输服务(但不确保数据传输的可靠性),所以它实时性更好。
而 HTTP
运用层协议,在传输层便是经过 TCP
协议服务的,所以咱们能够来看这个适当杂乱传输层协议。
TCP
TCP
相比 UDP
多了许多特性,比方流量操控、超时重传、拥塞操控等,这些都是为了确保数据包能更可靠地传输给对方。
TCP 报文头部的格局
咱们能够直接来看TCP
的协议,其实便是TCP
报文。
在TCP
报文头部的格局中主要有:
源端口号 和 方针端口号 ;这两个端口号 处理的是数据从哪发的,以及应该发给哪个运用。
序号,为了处理包乱序的问题。
承认号,假如发送方收到了承认,那么它就知道现已安全地到达了。相反,假如是否定意味着传输进程中产生了错误,就有必要重传(为了处理丢包的问题) 。
状况位。TCP 是面向衔接的协议,当两边需求维护衔接的状况,就会带着状况位的包发送,使两边的状况变更。
-
URG
紧急数据。 -
ACK
回复。 -
PSH
推送。 -
RST
从头衔接。 -
SYN
发起衔接。 -
FIN
封闭衔接。
窗口巨细,有两个方面的操控:
流量操控,指的是端到端的通讯量操控,是发送端到接纳端的问题,是操控发送端发送数据的速率,以便使接纳端来得及接纳。
而还有 拥塞操控,是防止过多的数据注入到网络中时,导致网络路由或链路过载。
TCP 报文头部的格局,如下图所示。
TCP 建立衔接
咱们知道TCP
需求经过三次握手来建立衔接,三次握手意图是 确保两边都有发送和接纳的能力。
一图胜千言。(进程如下图所示)
TCP 释放衔接。
而TCP
释放衔接则需求经过四次挥手。
进程如下图所示。
生成 TCP 报文
当建立了衔接后,传输层会将TCP
报文+ HTTP
头部数据打包组装好后生成 TCP
报文,再传递给下面的网络层处理。
最终
此篇为下篇,也意味着《假如把网络原理倒过来看,从无到有,全部如此明晰》上中下三篇结束。
《假如把网络原理倒过来看,从无到有,全部都明晰了(上) 》
《假如把网络原理倒过来看,从无到有,全部都明晰了(中) 》
人生若只如初见。
在写完此篇已近年底,尽管告别了这三篇,但是这个专栏还未结束。在这儿做个预告,或许即将迎来 TCP系列,由于TCP是离咱们最近的协议,并且这家伙很杂乱,所以我决议咱们一同搞搞它。
我是一颗剽悍的种子,怕什么真理无量,进一寸,有进一寸的欢欣。感谢各位同伴的:重视、点赞、保藏和谈论 ,咱们下回见!
创造不易,勿白嫖。
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