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    東營網絡公司:細解網絡結構

    發布時間:2023-03-18 瀏覽次數:
    網絡是我們每天都在用的,那么你知道關于網絡的結構嗎,下面東營網絡公司的小編就帶大家細解一下網絡結構。
    一、網絡 7 層架構

    7 層模型主要包括:

    ①物理層:主要定義物理設備標準,如網線的接口類型、光纖的接口類型、各種傳輸介質的傳輸速率等。它的主要作用是傳輸比特流(就是由 1、0 轉化為電流強弱來進行傳輸,到達目的地后在轉化為 1、0,也就是我們常說的 模數轉換與數模轉換 )。這一層的數據叫做比特;

    ②數據鏈路層:主要將從物理層接收的數據進行 MAC 地址(網卡的地址)的封裝與解封裝 。常把這 一層的數據叫做幀。在這一層工作的 設備是交換 機,數據通過交換機來傳輸。

    ③網絡層:主要將從下層接收到的數據進行 IP 地址 (例 192.168.0.1) 的封裝與解封 裝。在這一層工 作的設備是 路由器 ,常把這一層的數據叫做數據包。

    ④傳輸層:定義了一些 傳輸數據的協議和端口號 (WWW 端口 80 等)如: TCP (傳輸控制協議, 傳輸效率低,可靠性強,用于傳輸可靠性要求高,數據量大的數據), UDP (用戶數據報協議, 與 TCP 特性恰恰相反,用于傳輸可靠性要求不高,數據量小的數據,如 QQ 聊天數據就是通過這 種方式傳輸的)。 主要是將從下層接收的數據進行分段進行傳輸,到達目的地址后在進行重組。 常常把這一層數據叫做段。

    ⑤會話層:通過傳輸層(端口號:傳輸端口與接收端口) 建立數據傳輸的通路 。主要在你的系統之間 發起會話或或者接受會話請求(設備之間需要互相認識可以是 IP 也可以是 MAC 或者是主名)

    ⑥表示層:主要是進行對接收的數據進行 解釋、加密與解密、壓縮與解壓縮 等(也就是把計算機能夠 識別的東西轉換成人能夠能識別的東西(如圖片、聲音等))

    ⑦應用層: 主要是一些終端的應用,比如說FTP(各種文件下載),WEB(IE瀏覽),QQ之類的(你 就把它理解成我們在電腦屏幕上可以看到的東西,就是終端應用)


    二、TCP/IP原理
    TCP/IP 協議不是 TCP 和 IP 這兩個協議的合稱,而是指因特網整個 TCP/IP 協議族。從協議分層
    模型方面來講,TCP/IP 由四個層次組成:網絡接口層、網絡層、傳輸層、應用層。

    ①網絡接口層
    主機必須使用某種協議與網絡相連,常見的協議有ARP、PARP,ARP協議用于當我們知道目標主機的IP地址卻不知道MAC地址時,請求得到MAC地址的回應,RAPR則是反向ARP,當我們知道目標主機的MAC地址卻不知道IP地址則需要用到RARP協議;

    ②網絡層
    其功能是使主機可以把分組發往任何網
    絡,并使分組獨立地傳向目標。這些分組可能經由不同的網絡,到達的順序和發送的順序也
    可能不同。高層如果需要順序收發,那么就必須自行處理對分組的排序。 互聯網層使用因特
    網協議(IP,Internet Protocol) ;

    ③傳輸層
    使源端和目的端機器上的對等實體可以進行會話。 在這一層定義了
    兩個端到端的協議 :傳輸控制協議(TCP,Transmission Control Protocol)和用戶數據報協
    議(UDP,User Datagram Protocol)。 TCP 是面向連接的協議,它提供可靠的報文傳輸和對
    上層應用的連接服務。為此,除了基本的數據傳輸外,它還有可靠性保證、流量控制、多路
    復用、優先權和安全性控制等功能。 UDP 是面向無連接的不可靠傳輸的協議,主要用于不需
    要 TCP 的排序和流量控制等功能的應用程序;

    ④應用層
    包含所有的高層協議,包括: 虛擬終端協議(TELNET,
    TELecommunications NETwork)、文件傳輸協議(FTP,File Transfer Protocol)、電子郵件
    傳輸協議(SMTP,Simple Mail Transfer Protocol)、域名服務(DNS,Domain Name Service)、網上新聞傳輸協議(NNTP,Net News Transfer Protocol)和超文本傳送協議 (HTTP,HyperText Transfer Protocol)等。

    三、TCP三次握手、四次揮手
    三次握手
    第一次握手:主機 A 發送位碼為 syn=1, 隨機產生 seq number=1234567 的數據包到服務器,主機 B 由 SYN=1 知道,A 要求建立聯機;

    第二次握手:主機 B 收到請求后要確認聯機信息,向 A 發 送 ack number=( 主 機 A 的
    seq+1 ), syn=1,ack=1,隨機產生 seq=7654321 的包

    第三次握手: 主機 A 收到后檢查 ack number 是否正確 ,即第一次發送的 seq number+1,以及位碼
    ack 是否為 1,若正確, 主機 A 會再發送 ack number=(主機 B 的 seq+1),ack=1,主機 B 收到后確認seq 值與 ack=1 則連接建立成功。

    四次揮手
    TCP 建立連接要進行三次握手,而斷開連接要進行四次。這是由于 TCP 的半關閉造成的 。因為 TCP 連 接是全雙工的(即數據可在兩個方向上同時傳遞)所以進行關閉時每個方向上都要單獨進行關閉。這個單 方向的關閉就叫半關閉。當一方完成它的數據發送任務,就發送一個 FIN 來向另一方通告將要終止這個方向的連接。

    ①關閉客戶端到服務器的連接:首先客戶端 A 發送一個 FIN,用來關閉客戶到服務器的數據傳送,
    然后等待服務器的確認。其中終止標志位 FIN=1,序列號 seq=u;

    ② 服務器收到這個 FIN,它發回一個 ACK,確認號 ack 為收到的序號加 1;

    ③ 關閉服務器到客戶端的連接:也是發送一個 FIN 給客戶端;

    ④ 客戶段收到 FIN 后,并發回一個 ACK 報文確認,并將確認序號 seq 設置為收到序號加 1;

    首先進行關閉的一方將執行主動關閉,而另一方執行被動關閉。

    主機 A 發送 FIN 后,進入終止等待狀態, 服務器 B 收到主機 A 連接釋放報文段后,就立即
    給主機 A 發送確認,然后服務器 B 就進入 close-wait 狀態,此時 TCP 服務器進程就通知高
    層應用進程,因而從 A 到 B 的連接就釋放了。此時是“半關閉”狀態。即 A 不可以發送給
    B,但是 B 可以發送給 A。此時,若 B 沒有數據報要發送給 A 了,其應用進程就通知 TCP 釋
    放連接,然后發送給 A 連接釋放報文段,并等待確認。A 發送確認后,進入 time-wait,注
    意,此時 TCP 連接還沒有釋放掉,然后經過時間等待計時器設置的 2MSL 后,A 才進入到
    close 狀態。

    四、HTTP\HTTPS
    HTTP
    HTTP 是一個無狀態的協議。無狀態是指客戶機(Web 瀏覽器)和服務器之間不需要建立持久的連接, 這意味著當一個客戶端向服務器端發出請求,然后服務器返回響應(response),連接就被關閉了,在服 務器端不保留連接的有關信息.HTTP 遵循請求(Request)/應答(Response)模型??蛻魴C(瀏覽器)向 服務器發送請求,服務器處理請求并返回適當的應答。所有 HTTP 連接都被構造成一套請求和應答。

    詳細流程解析
    比如客戶端瀏覽器請求 http://localhost.com:8080/index.html 這個頁面

    ①地址解析
    協議名:http

    主機名:localhost.com

    端口:8080

    對象路徑:/index.html

    在這一步,需要域名系統 DNS 解析域名 localhost.com,得主機的 IP 地址;

    ②封裝http請求數據包

    把以上部分結合本機自己的信息,封裝成一個 HTTP 請求數據包;

    ③封裝成TCP包并建立連接

    封裝成 TCP 包,建立 TCP 連接(TCP 的三次握手);

    ④客戶機發送請求命令

    客戶機發送請求命令:建立連接后,客戶機發送一個請求給服務器,請求方式的格式為:統一資源標識符(URL)、協議版本號,后邊是 MIME 信息包括請求修飾符、客戶機信息和可內容;

    ⑤服務器響應

    服務器接到請求后,給予相應的響應信息, 其格式為一個狀態行,包括信息的協議版本號、一個成功或錯誤的代碼,后邊是 MIME 信息包括服務器信息、實體信息和可能的內容 ;

    ⑥服務器關閉 TCP 連接

    服務器關閉 TCP 連接:一般情況下,一旦 Web 服務器向瀏覽器發送了請求數據,它就要關閉 TCP 連 接,然后如果瀏覽器或者服務器在其頭信息加入了這行代碼 Connection:keep-alive,TCP 連接在發送 后將仍然保持打開狀態 ,于是,瀏覽器可以繼續通過相同的連接發送請求。保持連接節省了為每個請求 建立新連接所需的時間,還節約了網絡帶寬。

    HTTPS
    HTTPS(全稱:Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer),是以安全為目標的
    HTTP 通道,簡單講是 HTTP 的安全版。即 HTTP 下加入 SSL 層,HTTPS 的安全基礎是 SSL。其所用 的端口號是 443。

    過程大致如下:

    ①建立連接獲取證書

    SSL 客戶端通過 TCP 和服務器建立連接之后(443 端口),并且在一般的 tcp 連接協商(握
    手)過程中請求證書。即客戶端發出一個消息給服務器,這個消息里面包含了自己可實現的算
    法列表和其它一些需要的消息,SSL 的服務器端會回應一個數據包,這里面確定了這次通信所
    需要的算法,然后服務器向客戶端返回證書。(證書里面包含了服務器信息:域名,申請證書
    的公司,公共秘鑰);

    ②證書驗證

    Client 在收到服務器返回的證書后,判斷簽發這個證書的公共簽發機構,并使用這個機構的公
    共秘鑰確認簽名是否有效,客戶端還會確保證書中列出的域名就是它正在連接的域名;

    ③數據加密與傳輸

    如果確認證書有效,那么生成對稱秘鑰并使用服務器的公共秘鑰進行加密。然后發送給服務
    器,服務器使用它的私鑰對它進行解密,這樣兩臺計算機可以開始進行對稱加密進行通信。

     
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