網絡編程-03大白話OSI七層協議

互聯網的本質就是一系列的網絡協議，這個協議就叫OSI協議（一系列協議），按照功能不一樣，分工不一樣，人爲的分層七層。實際上這個七層是不存在的。沒有這七層的概念，只是人爲的劃分而已。區分出來的目的只是讓你明白哪一層是幹什麼用的。

我的理解做用: 能夠用來指導遇到的網絡問題經過七層協議來找到問題所在

每一層都運行不一樣的協議。協議是幹什麼的，協議就是標準。

實際上還有人把它劃成五層、四層。

七層劃分爲：應用層、表示層、會話層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層。

五層劃分爲：應用層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層。

四層劃分爲：應用層、傳輸層、網絡層、網絡接口層。

一丶物理層

物理層功能：主要是基於電器特性發送高低電壓(電信號)，高電壓對應數字1，低電壓對應數字0

中間的物理連接能夠是光纜、電纜、雙絞線、無線電波。中間傳的是電信號，即010101...這些二進制位。

二丶數據鏈路層

數據鏈路層由來：單純的電信號0和1沒有任何意義，必須規定電信號多少位一組，每組什麼意思

數據鏈路層的功能：定義了電信號的分組方式

早期的時候，數據鏈路層就是來對電信號來作分組的。之前每一個公司都有本身的分組方式，後來造成了統一的標準，即以太網協議ethernet

ethernet規定：一組電信號構成一個數據報，叫作'幀'，每一數據幀分紅：報頭head和數據data兩部分

 * head包含：(固定18個字節)

  * 發送者／源地址，6個字節

  * 接收者／目標地址，6個字節

  * 數據類型，6個字節

 * data包含：(最短46字節，最長1500字節)

 * 數據報的具體內容：head長度＋data長度＝最短64字節，最長1518字節，超過最大限制就分片發送

這就像寫信，發送者的地址（源地址）就是你家的地址，接收者地址（目標地址）就是對方的收信地址，你家的路由器就至關於郵局。其實在計算機通訊中的源地址和目標地址指的是Mac地址。

2.2 Mac地址

head中包含的源和目標地址由來：ethernet規定接入internet的設備都必須具有網卡，發送端和接收端的地址即是指網卡的地址，即Mac地址

 * Mac地址：每塊網卡出廠時都被燒製上一個世界惟一的Mac地址，長度爲48位2進制，一般由12位16進制數表示（前六位是廠商編號，後六位是流水線號）

廣播地址

有了Mac地址之後，計算機就能夠通訊了，假設一個教室就是一個局域網（隔離的網絡），這個教室裏面有幾臺計算機.
計算機底層，只要在一個教室裏（一個局域網），都是靠廣播的方式，吼。
廣播出去之後，全部人都聽得見，全部人都會拆開這個包，讀發送者是誰，接收者是誰，只要接收者不是本身就丟棄掉。

注意：在講網絡層以前，其實基於廣播的這種通訊就能夠實現全世界通訊了，你吼一聲，若是全世界是一個局域網，全世界的計算機確定能夠聽得見，從理論上彷佛行得通，若是全世界的計算機都在吼，你想想，這是否是一個災難。所以，全世界不能是一個局域網。因而就有了網絡層。

三丶網絡層

網絡層功能：引入一套新的地址用來區分不一樣的廣播域／子網，這套地址即網絡地址

網絡層定義了一個IP協議，
往外傳的東西交給負責人就能夠了，內部的話上面已經提到，經過廣播的方式，對外的東西廣播失效。教室的負責人就是網關，網關即網絡關口的意思。

Mac地址是用來標識你這個教室的某個位置，IP地址是用來標識你在哪一個教室（哪一個局域網）。
在吼以前怎麼知道對方的Mac地址？這就得靠ARP協議。

注意：網關幫你去找飛哥，但對用戶來講，因爲速度太快咱們根本就感受不到網關的存在。

IP協議
規定了只要是接入互聯網的計算機都必須有一個IP地址
ip地址特色:點分十進制
ip地址最小:0.0.0.0
ip地址最大:255.255.255.255
ip地址目前有兩個版本:IPV4 IPV6(因爲IPV4已經不夠表示目前存在的計算機了 因此推出了IPV6版本)

IP地址是動態分配的

四丶傳輸層

傳輸層的由來：網絡層的IP幫咱們區分子網，以太網層的Mac幫咱們找到主機，而後你們使用的都是應用程序，你的電腦上可能同時開啓qq，暴風影音，等多個應用程序。

那麼咱們經過IP和Mac找到了一臺特定的主機，如何標識這臺主機上的應用程序，答案就是端口，端口即應用程序與網卡關聯的編號。

傳輸層功能：創建端口到端口的通訊

補充：端口範圍0-65535，0-1023爲系統佔用端口

有了Mac地址+IP地址+端口，咱們就能肯定世界上獨一無二的一臺計算機上的應用程序

TCP協議

 * 可靠傳輸，TCP數據包沒有長度限制，理論上能夠無限長，可是爲了保證網絡的效率，一般TCP數據包的長度不會超過IP數據包的長度，以確保單個TCP數據包沒必要再分割。

UDP協議

 * 不可靠傳輸，」報頭」部分一共只有8個字節，總長度不超過65,535字節，正好放進一個IP數據包。

五丶應用層

應用層由來：用戶使用的都是應用程序，均工做於應用層，互聯網是開發的，你們均可以開發本身的應用程序，數據多種多樣，必須規定好數據的組織形式

應用層功能：規定應用程序的數據格式。

例：TCP協議能夠爲各類各樣的程序傳遞數據，好比Email、WWW、FTP等等。那麼，必須有不一樣協議規定電子郵件、網頁、FTP數據的格式，這些應用程序協議就構成了」應用層」。