網絡協議簡介（借鑑大神，僅做爲筆記用）

1、網絡分層

 網絡上的計算機之因此能夠互相通訊，是由於它們之間都遵照互相均可以「認識」的互聯網協議（就如同人交流同樣，兩我的可以交流，互相必須知道對象的語言），互聯網上的計算機互相通訊又歸根於網絡中層與層之間的通訊，OSI模型把網絡通訊分紅七層：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層，對於開發網絡應用人員來講，通常把網絡分紅五層，這樣比較容易理解。這五層爲：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層（最頂層），下面是一張網絡分層的圖片（來源於網絡）：

 

 

2、各層的協議

網絡中的計算機互相通訊就是實現了層與層之間的通訊，要實現層與層之間的通訊，則各層都要遵照規則，這樣才能完成更好的通訊， 咱們就把它們之間遵照的規則就叫個「協議」，然而網絡上的五層之間遵照的協議不同，每層都有各自的協議。下面就由下至上的講述每層的協議

2.1 物理層協議

物理層是五層模型中的最底層，物理層爲計算機之間的數據通訊提供了傳輸媒體和互連設備，爲數據傳輸提供了可靠的環境，媒體包括電纜、光纖、無線信道等，互連設備指是計算機和調制解調器之間的互連設備，如各類插頭、插座等。該層的做用是透明的傳輸比特流（即二進制流），爲數據鏈路層提供一個傳輸原始比特流的物理鏈接

2.2 數據鏈路層

數據鏈路層是模型中的第2層，該層對接受到物理層傳輸過來的比特流進行分組，一組電信號構成的數據包，就叫作"幀"，數據鏈鏈路層就是來傳輸以"幀"爲單位的數據包，把數據傳遞給上一層（網絡層），幀數據由兩部分組成：幀頭和幀數據，幀頭包括接受方物理地址（就是網卡的地址）和其餘的網絡信息，幀數據就是要傳輸的數據體。數據幀的最長爲1500字節，若是數據很長，就必須分割成多個幀進行發送。

 

2.3 網絡層

該層經過尋址（尋址地址）來創建兩個節點之間的鏈接，你們都知道咱們的電腦鏈接上網絡後都一個IP地址，咱們能夠經過IP地址來肯定不一樣的計算機是否在同一個子網路。若是咱們的電腦鏈接上網絡後就有兩種地址：物理地址和網絡地址（IP地址），網絡上的計算機要通訊，必需要知道通訊的計算機「在哪裏」， 首先經過網絡地址來判斷是否處於同一個子網絡，而後再對物理地址（MAC）地址進行處理，從而準確肯定要通訊計算機的位置。

在網絡層中有咱們熟悉的IP協議（即規定網絡地址的協議），目前普遍採用的是IP協議第四版（IPv4）,這個版本規定，網絡地址由32位二進制位組成。咱們能夠本身配置IP地址也能夠自動得到的方式獲得IP地址，Ip地址分紅兩部分，前24位表明網絡，後8位表明主機號， 如192.168.254.1和192.168.254.2就處於同一個子網絡裏，由於這兩個IP地址的前24位相同。

網絡層中以IP數據包的形式來傳遞數據，IP數據包也包括兩部分：頭（Head）和數據(Data)，IP數據包放進數據幀中的數據部分進行傳輸。

2.4 傳輸層

經過MAC和IP地址，咱們能夠找到互聯網上任意兩臺主機來創建通訊。然而這裏有一個問題，找到主機後，主機上有不少程序都須要用到網絡，好比說你在一邊聽歌和好用QQ聊天， 當網絡上發送來一個數據包時， 是怎麼知道它是表示聊天的內容仍是歌曲的內容的， 這時候就須要一個參數來表示這個數據包是發送給那個程序（進程）來使用的，這個參數咱們就叫作端口號，主機上用端口號來標識不一樣的程序（進程），端口是0到65535之間的一個整數，0到1023的端口被系統佔用，用戶只能選擇大於1023的端口。

傳輸層的功能就是創建端口到端口的通訊，網絡層就是創建主機與主機的通訊，這樣若是咱們肯定了主機和端口，這樣就能夠實現程序之間的通訊了。咱們所說的Socket編程就是經過代碼來實現傳輸層之間的通訊。由於初始化Socket類對象要指定IP地址和端口號。

在傳輸層有兩個很是重要的協議：UDP 協議和TCP協議

採用UDP協議話傳輸的就是UDP數據包，一樣UDP數據包也由頭和數據兩部分組成，頭部分主要標識了發送端口和接受端口，數據部分就是具體的內容信息。一樣UDP數據包是放入IP數據包中的"數據"部分，IP數據包再放入數據幀中在網絡上傳輸。

因爲UDP協議的可靠性差（數據發送後沒法肯定對方是否收到），因此又定義了一個可靠性高的協議——TCP協議，TCP協議採起了握手的方式要確保對方收到了數據。

 

2.5 應用層

應用層是模型中的最頂層，是用戶與網絡的接口，該層經過應用程序來完成網絡用戶的應用需求。該層的數據放在TCP數據包的數據部分，該層定義了一個很重要的協議——Http協議，咱們通常的Web開發都是基於應用層的開發， 因此後面專題將會和你們介紹下Http協議。理解Http協議能夠幫助咱們理解Asp.Net的請求響應模型以及幫助咱們自定義發出請求和自定義服務器。

 

3、總結

如今經過一個簡單的訪問網頁的例子來講明網絡中的通訊。

當咱們在瀏覽器中輸入www.baidu.com時，這意味着瀏覽器要向百度發送一個網頁數據包，要發送數據包，須要知道對方的IP地址，這裏咱們只知道網址爲www.baidu.com,殊不知道IP地址，此時應用層協議DNS協議會幫咱們把網址解析爲IP地址，此時會發送一個DNS數據包給DNS服務器，DNS服務器再作出響應來告訴咱們百度的IP地址爲220.181.111.147，這樣咱們就知道百度（咱們須要通訊的主機）的IP地址。

應用層：

 瀏覽網頁採用的是HTTP 協議，HTTP數據包會嵌入在TCP數據包中，此時咱們發送的HTTP數據包內容爲：

GET http://www.baidu.com/ HTTP/1.1  

Accept: application/x-ms-application, image/jpeg, application/xaml+xml, image/gif, image/pjpeg, application/x-ms-xbap, application/vnd.ms-excel, application/vnd.ms-powerpoint, application/msword, */*  

Accept-Language: en-US  

User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 7.0; Windows NT 6.1; WOW64; Trident/5.0; SLCC2; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.5.30729; .NET CLR 3.0.30729; Media Center PC 6.0; .NET4.0C; .NET4.0E; Zune 4.7; InfoPath.3; MS-RTC LM 8)  

Accept-Encoding: gzip, deflate, peerdist  

Proxy-Connection: Keep-Alive  

Host: www.baidu.com  

Cookie: BDSFRCVID=H1K_JgC2l434o0a3SlYrhIyDwFLxPM7C3J; H_BDCLCKID_SF=tJAt_C8htDv5HTuRj63D5JcH-UnLqMkDWaOZ0h8-aI-5MbAx-jb6hhFXM-r80nblBTbT2C3nthF0HPonHj8Bej5L3J; BAIDUID=C0E879D1A40237E70E9FA559D40EE0AC:FG=1; BDUT=w5n3C0E879D1A40237E70E9FA559D40EE0AC13914a661370; BDUSS=FEQVdNdjllMTYyYlRxY3ZZbW1hM2htemdqZFVJcWRLWmFBaEtqd1FoTDNXeE5SQUFBQUFBJCQAAAAAAAAAAAoqyysAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAADEwLjI2LjE5Ny43NwAAAADAxFInAAAAAPcNJlD3DSZQYV; BDRCVFR[eYjbPwSqvSs]=2g3v5sBI-NCpv4EILPoXi4WUvY; Hm_lvt_9f14aaa038bbba8b12ec2a4a3e51d254=1344671219756; Hm_lpvt_9f14aaa038bbba8b12ec2a4a3e51d254=1344671219756  

X-P2P-PeerDist: Version=1.0  

傳輸層：TCP數據包須要設置端口，接收方（百度）的Http端口默認是80，本機的端口是一個1024-65535之間的隨機整數，這裏假設爲1025，這樣TCP數據包由標頭（標識着發方和接收方的端口信息）+HTTP數據包，這樣TCP數據包再嵌入IP數據包中在網絡上傳送

網絡層：IP數據包須要知道雙方的IP地址，本機IP地址假定爲192.168.1.5，接受方IP地址爲220.181.111.147（百度），這樣IP數據包由頭部（IP地址信息）+TCP數據包，

數據鏈路層：IP數據包嵌入到數據幀（以太網數據包）中，以太網數據包須要知道雙方的MAC（物理地址），發送方爲本機的網卡地址，接受方爲網關192.168.1.1的MAC地址（經過ARP地址解析協議獲得的）。這樣數據幀由頭部（MAC地址）+IP數據包組成。

通過多個網關的轉發到百度服務器220.181.111.147，服務器接受到發送過來的以太網數據包，而後再從以太網數據包中提取IP數據包——>TCP數據包——>HTTP數據包，最後服務器作出"HTTP響應"，再用TCP協議發回給客戶端（瀏覽器），瀏覽器一樣的過程讀取到HTTP響應的內容（HTTP響應數據包），而後瀏覽器對接受到的HTML頁面進行解析，把網頁顯示出來呈現給用戶，這樣就完成了一次網絡通訊了。