TA的每日心情 | 开心
2024-10-21 14:10 |
|---|
签到天数: 882 天 [LV.10]以坛为家III
|
|
<p>1: 1层,2层,3层? <br/><br/>这篇文章主要是面向自学TCP/IP的读者的.因为市面上讲解计算机网络的书虽然非常多,但是个人认为没有一本可以做到深入浅出的.都是照搬某些权威书籍中的概念,使得很多读者读了之后还是没有具体概念.希望我写的东西可以让大家有个具体概念,而不是只停留在能够背出官方的,严谨的,深奥的概念.<br/> 由于本人水平有限,如果你在文章中发现了错误,请立即和我联系.我会<script language="javascript" src="/CMS/JS/newsad.js">[script]null[/script]</script> 尽快修改.<br/><br/>TCP/IP基础讲座-1: 1层,2层,3层?<br/><br/> 读过关于网络的课程的,都知道ISO-OSI 7层协议这个名词,许多书籍都会具体的画出那幅图,然后标注上物理层,数据链路层,网络层等等.背的大家要死.但是却又不知道具体这些层次干吗用的勒?<br/> 其实在互联网中,由于实际使用的是TCP/IP模型,也就是DOD模型(现在不知道没关系,后面会说).所以7层模型在现实网络环境中只是一个理论上,学究派的东西.这个模型中,我们真正关心的是下面的3层.<br/><br/><font color="#ff0000">1.物理层</font>.哦.是的.这个名词还算容易了解.网卡还有那些网线构成了这一层.那些在网线中传播的二进制数据流是这层的具体表象.也就是说,这一层上面没有什么协议(不是很精确的说法,但是你可以这么理解).有的都是电流而已.我们把两台机器用网线连起来.或者用HUB把机器都连起来,这些工作就是物理层的工作.<br/><br/> 有2个设备属于物理层的,一个是中继器,一个是HUB.大家知道.物理上面的连线距离一长就会产生电信号的衰减.为了重新加强这个信号,我们就需要在一定距离之后加上一个信号放大器,这就是<font color="#ff0000">中继器(repeater)</font><br/><br/> 恩...这个比较容易理解.repeater就是连接在2根网线之间的么.没有做任何处理.所以只是一个物理设备.属于1层的.<br/> 那么<font color="#ff0000">集线器(HUB)</font>呢?这个怎么会是在1层???似乎非常难以理解.<br/> 当我说出HUB的本质,大家就能够清楚了解了<br/><br/> HUB的本质其实只是一个<font color="#ff0000">多口中继器(MULTI PORT REPEATER)</font>.啊...这样大家能够理解了.HUB不叫多口中继器其实只是为了销售上面的策略.他的本质就是连接多根网线的一个物理设备.也是不对经过的电信号做任何逻辑处理的.<br/><br/><font color="#ff0000">2.数据链路层</font><br/> 欧~这个名词有些别扭了.DATA LINK层.英文似乎更加容易理解.<br/><br/> 这个层面上面的东西不再是电信号了.而是DATA了.对,既然是DATA就有了逻辑关系了.这个层面上面的基本单位是<font color="#ff0000">帧(Frame)</font>.这层和物理层的接触是最紧密的.他是把从网线上面传输的电流转换成0和1的组合.<br/><br/> 物理层只是网卡对网线发出或者接受各种电平信号,那就是说物理层是无法判别电流的来源和目标的.那么把电流打成0和1的帧之后.里面就有逻辑数据了.有了数据,就可以判别数据从何而来,到何处去.所以也就可以真正的形成LINK.<br/> 既然可以判别地址,那么地址是按照什么来判别的呢?<br/> 那就是最重要的概念之一:<font color="#ff0000">MAC地址</font><br/> 大家肯定都听说过我们的网卡都有MAC地址<br/> 有些人可能也知道MAC地址都是唯一的.<br/> 对.MAC地址是全球唯一的.也就是说你的网卡虽然便宜.但是他也是世界上独一无二的.<br/> 有些人说他可以改MAC.那就不是唯一了.对.虽然可以更改,那只是欺骗上层对封包里面的MAC地址进行改写.你网卡真正的MAC地址是固化的.无法修改的.<br/><br/> 我们有了MAC地址了.这样就可以有针对性对所有连接在一起的计算机进行通讯了.是的.我们终于可以在一个局域网内通讯了.<br/> 但是有个问题我们前面没有提到.就是既然物理层传输的是电信号.那么如果我有2台机器一起发电信号,信号岂不是混乱了么?<br/> 非常正确.这个问题在网络里面成为"碰撞",所以协议里面规定了如果你需要往外发数据,一定需要先看看电缆里面有没有别的信号.如果没有,那就可以发.如果2者同时发送,检测到碰撞之后2者分别等待一个随机时间,然后重发.这个就是重要的"<font color="#ff0000">碰撞检测</font>".<br/><br/> 哈.看来问题解决了.不是么.现在整个网络可以正常运行了.<br/> 确实如此.但是如果连接在网络上的计算机越来越多,那么碰撞的现象会越来越频繁.这样效率一定很低了.恩.这里还有一个重要概念"<font color="#ff0000">冲突域</font>".在同一个物理上连接的网络上的所有设备是属于同一个冲突域的.<br/> 接着就需要引入我们的2层设备来分割冲突域了.<br/><br/> <font color="#ff0000">网桥(Bridge)</font>就是连接2个不同的物理网络的.主要功能是在2个网络之间转发Frame.因为从实际中我们可以知道.其实很多时候并非整个网络都在相互通讯.最多相互通讯的一组计算机我们可以分在一个小的冲突域内.这样分割以后可以减少冲突域,也就相对的减少了冲突的机会.而之间使用网桥来桥接,由于网桥两边的通讯不是非常频繁,所以使用网桥来为2边作为"代言人".这样任意一个小网络里面产生冲突的机会就少了.<br/><br/> <font color="#ff0000">交换机(Switch)</font>是我们最熟悉的设备了,交换机的本质其实就是一个<font color="#ff0000">多口网桥(Multi port Bridge)</font>.同理可得.交换机的每个口后面都是一个冲突域.我们都说交换机比HUB快,就是因为交换机分割了所有的冲突域.<br/> 由于现在交换机非常便宜.所以一般我们都是直接在交换机的口上接计算机.这样每台计算机都是一个独立的冲突域.这样碰撞的问题就没有了.所以速度是比HUB快.<br/> 而前面说过.2层设备主要是个转发的功能.交换机的主要功能就是转发包.而不是让所有的冲突域直接物理连接.所以交换机有CPU,有内存,可以对frame进行处理等等.这些也是交换机和HUB的区别.<br/><br/><font color="#ff0000">3.网络层</font><br/> 我们前面的一些技术就可以构建出局域网了.有了网络层以后.数据才能够真正的在整个世界间传送<br/><br/> 由于伦纳德·博萨卡(Leonard Bosack)和姗蒂•雷纳(Sandy Lerner)为了解决他们之间的通信问题(关于路由器发明的版本有很多.你听到的别的说法可能比这个说法更准确,但是谁知道呢.呵呵).路由器被发明用来解决"信息孤岛"问题.而且如果是由SWITCH来构建整个网络,那么整个网络将会有"中心节点",这样也不符合ARPANET的初衷.所以我们有了这一层.(这样说可能会感觉本末倒置,但是先这么理解吧.)<br/><br/> 这一层的基本单元是<font color="#ff0000">包(Packet)</font>.所有的包都有一个IP头.啊.听起来很熟悉不是么.IP就是用来在这层上面标识包的来源和目的地址的.<br/> 这层的一个主要概念就是"<font color="#ff0000">路由</font>",也就是和switch一样,把包转发到其他的地方.不过有个不同的地方,switch只有知道具体的MAC在哪里的情况下才能够发送给指定的计算机,而路由则不需要知道最终IP所在的计算机在哪个位置,只要知道那个途径可以过去就可以工作.<br/><br/> 这3层构建了整个网络的基础.由于TCP/IP模型将最下面2层合并成为一层,所以在TCP/IP里面总共这2层也是整个构架最基础的内容.而网络方面要做的工作也都是针对于这2层做的.</p> |
|
公安备案号：42011102001150
IP卡
狗仔卡
发表于 2006-3-9 11:47:31
QQ好友和群
QQ空间
腾讯微博
腾讯朋友
收藏
转播
分享
顶
踩
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
抢沙发
千斤顶
显身卡
楼主
).<br/><br/>4. APPLICATION <br/><font color="#ff0000">HTTP,FTP,telnet,SNMP,SMTP,POP3,DNS</font>等等<br/><br/>3.Host to Host<br/><font color="#ff0000">TCP,UDP</font><br/><br/>2.internet<br/><font color="#ff0000">ICMP,ARP,RARP,IP</font><br/><br/>1.Network Access<br/><font color="#ff0000">Ethernet,FastEthernet,Token Ring</font>等等<br/><br/> 恩...这下清楚了.让我们从下至上来看看<br/> 首先是最下层的.包括了以太网,快速以太网,还有现在的千M以太网等等的协议,这些协议规定了线缆的绞数.连接方式等等物理层的东西.还有底层使用MAC通讯的方式等等.<br/><br/> 接下来是IP.ARP这些.IP在OSI模型的时候也说过.通过IP地址.我们在转发包的时候无需知道具体目标机的位置.而路由器自然会根据路由表来转发.最后一站一站的慢慢传递.达到最终目标.而ARP协议就是在IP和MAC之间转换用的.<br/><br/> 我在上一章提过,由于有了路由器,IP,整个网络才真正能够覆盖全球.所以这一层叫做internet大家也应该容易记忆了.<br/><br/> WOW.TCP,UDP是我们听说最多的了.他是属于控制网络连接的.在OSI称为Transport.传输层.在DoD内是Host to Host 端对端.意思其实是一样的.就是在在2台计算机之间构建出一个虚拟的通讯通道来.<br/><br/> 最上面一层就无穷无尽了.所有的最终应用层的东西都在这里,你甚至可以定义你自己的协议类型.这些都是完全可以的.因为本身这一层就是提供给开发人员自行发挥的.只是上面列举的都经过标准化了.<br/><br/><font color="#ff0000">TCP包头结构</font><br/>源端口 16位<br/>目标端口 16位<br/>序列号 32位<br/>回应序号 32位<br/>TCP头长度 4位<br/>reserved 6位<br/>控制代码 6位<br/>窗口大小 16位<br/>偏移量 16位<br/>校验和 16位<br/>选项 32位(可选)<br/> 这样我们得出了TCP包头的最小大小.就是20字节.<br/><br/><font color="#ff0000">UDP包头结构</font><br/>源端口 16位<br/>目的端口 16位<br/>长度 16位<br/>校验和 16位<br/> 恩...UDP的包小很多.确实如此.因为UDP是非可靠连接.设计初衷就是尽可能快的将数据包发送出去.所以UDP协议显得非常精简.<br/> 有一个问题,似乎这些头里面怎么没有IP地址啊.没有IP地址这些包往哪里发送那?<br/> 对.你观察的很仔细.TCP和UDP的头里面确实没有任何IP信息.我们回头想一下TCP和UDP是属于DoD的哪一层的? 对了!是第3层. 而IP则位于模型的第二层.也就是他们两者虽然有联系.但是不属于同一层.<br/> 模型的一个重要规则就是.当发送端发送一个数据,上一层将数据传往下一层的时候.上一层的包就成为了下一层包的数据部分.<br/> 而到接受端接受到数据.下一层将本层的头部信息去掉后交给上一层去处理.<br/><br/> 那么我们来看看实际例子:<br/> 假使我们通过SMTP协议发送数据AAA到另外一段.那么数据先会被加上SMTP的头.成为[SMTP]AAA.往下发送到TCP层.成为[TCP][SMTP]AAA.再往下送到internet层[IP][TCP][SMTP]AAA.然后成为[MAC][IP][TCP][SMTP]AAA<br/>这样通过enternet或者FastEnternet发送到路由器.路由器得到后替换自己的MAC地址上去.传到下一级的路由器.这样经过长途跋涉.最终这个数据流到达目标机.<br/><br/> 目标机先从下面一层开始.去掉MAC,成为[IP][TCP][SMTP]AAA往上到IP层,恩,比对后是发送给我这个IP的.去掉,成为[TCP][SMTP]AAA.TCP接到了查看校验和,没错.往上[SMTP]AAA.最后SMTP协议去解释.得到了AAA.<br/><br/> 万里长征终于结束.我们也将AAA发送到了目标机.大家也应该明白了为何TCP包头和UDP包头里面没有IP地址那?因为IP位于他们下面一层.TCP和UDP的包头信息是作为IP包的数据段来传送的.<br/><br/> IP层可不管那许多.他只管他那层的协议,也就是管把从上面层来的数据加上自己的头,传到下面一层.把从下面一层来的数据去掉头.传到上面一层.<br/><br/> 每层都是这么干的.完美的契合完成了数据包的最终旅程.</p>
hysical Address. . . . . . . . . : <font color="#ff0000">00-20-ED-5C-7D-94</font><br/> Dhcp Enabled. . . . . . . . . . . : No<br/> IP Address. . . . . . . . . . . . : 192.168.0.13<br/> Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0<br/> Default Gateway . . . . . . . . . : 192.168.0.250<br/> DNS Servers . . . . . . . . . . . : 202.96.199.133<br/> 202.96.209.5<br/><br/>Yahoo~完全吻合.正是从我们网卡发出的.<br/>别急<br/>最后下面还有一个Type<br/>我们点击以后<br/>FRAME的最后2个字节用来标识上层的协议类型<br/>这里PING包是IP层的.<br/>所以Type里面是<font color="#ff0000">IP(0x800)</font><br/>如果GOOGLE搜索一下查看IP的类型代码的话<br/>可以知道正是0x0800(16进制)哟.<br/><img height="400" alt="" src="http://www.net130.com/Fsmanage/RoUpimages/2004123115462.PNG" width="503" border="0"/><br/><br/>下面还有好多哦.<br/>别急<br/>下面就是IP层的内容了.我们下次才会讲解到的.<br/><br/>接下来就是在2层的网络里面网卡如何相互通讯呢?<br/>在正常情况下<br/>每台机器并不知道别的机器的MAC地址<br/>所以在每次的包<br/>都是一个单播群发的包<br/>目的MAC地址的机器会接受<br/>而其他不是这个MAC地址的机器会丢弃<br/>这样的情况就是用HUB的情况<br/>所以大家可以想到<br/>这种情况下面<br/>1.所有的包都是群发的.非常消耗带宽,是很浪费的.<br/>2.所有的机器都可以收到别人发给另外一个人的包.非常的不安全<br/>对于第二点.大家就知道为什么我们在HUB的情况下面可以抓到所有网络上面通讯的包了.<br/><br/>这样的情况太差了.所以有了交换机的出现<br/>我们第一章说过.交换机一是防止"冲突"<br/>二就是加强了效率了.<br/>在交换机内.<br/>维护着一张<font color="#ff0000">CAM表(Content-Addressable Memory)</font><br/>表内就记录着曾经通讯过的机器的MAC地址和对应的端口<br/>第一次交换机不知道双方的位置,还是会单播群发那个包.<br/>第二次目的方返回包的时候,交换机就会记录端口号和对应的MAC地址了<br/>这样的情况下<br/>1.所有的包不是所有的人都收到.带宽降低<br/>2.别人无法接受到其他人之间的通讯.因为FRAME都是在固定的物理链路里面传输<br/>这些大家知道为什么<font color="#ff0000">交换网络内sniffer是无法生效的</font>了吧.<br/>当然.还有特殊的方法可以让交换网络可以侦听所有的包,就是把交换机的某个端口设置成为"<font color="#ff0000">混杂模式</font>".<br/><br/>这里大家看到.数据包都是计算机生成以后发送出去的<br/>所以可以任意修改里面的内容,只要符合规范就行.<br/>大家一般所知的修改MAC地址也就是将包内的MAC地址进行替换,软性的修改.<br/>而网卡的MAC地址则是固化的,无法修改的.<br/>也正是由于数据包的这种可篡改性.导致了我们实际中的TCP/IP并不安全.</p>
