day25-2 OSI协议和socket抽象层

目录

• OSI协议
  • 物理层
  • 数据链路层
    • 以太网协议
    • Mac地址
    • 广播地址
  • 网络层
    • 获取对方Mac地址（ARP协议）
  • 传输层
    • TCP协议
    • UDP协议
  • 应用层
• socket抽象层

OSI协议

互联网的本质就是一系列的网络协议，这个协议就叫OSI协议（一系列协议），互联网由硬件和软件组成，传输数据只能传输电信号0和1,OSI协议就是把0和1从无意义的东西变成有意义的东西。。

按照功能不同，分工不同，人为的分层七层。每一层都运行不同的协议，还有人把它划成五层、四层。

七层划分为：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

五层划分为：应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

四层划分为：应用层、传输层、网络层、网络接口层。

每层运行常见的无论设备

物理层

• 用于计算机与计算机之间传输数据，如光缆/网线:传输信号,连接两台计算机

• 客户端将011111001111100111110011111001111100111110011111传输给服务端

数据链路层

• 数据链路层由来：单纯的电信号0和1没有任何意义，必须规定电信号多少位一组，每组什么意思
• 数据链路层的功能：定义了电信号的分组方式

以太网协议

ethernet规定：一组电信号构成一个数据报，叫做'帧'，每一数据帧分成：报头head和数据data两部分

• head包含：(固定18个字节)
  • 发送者／源地址，6个字节
  • 接收者／目标地址，6个字节
  • 数据类型，6个字节
• data包含：(最短46字节，最长1500字节)
• 数据报的具体内容：head长度＋data长度＝最短64字节，最长1518字节，超过最大限制就分片发送

Mac地址

ethernet规定接入internet的设备都必须具备网卡，发送端和接收端的地址便是指网卡的地址，即Mac地址

• Mac地址：每块网卡出厂时都被烧制上一个世界唯一固定不变的Mac地址，长度为48位2进制，通常由12位16进制数表示（前六位是厂商编号，后六位是流水线号）

广播地址

你一定知道自己的mac地址，还有收件人的mac地址，在局域网内通过某一台设备(交换机)，但是交换机不知道mac地址对应的计算机是哪一台，交换机就会以广播的形式发送给所有的计算机，收件人的计算机收到了就会解析这条命令，拿到内容了。之后交换机会记录两个mac地址

网络层

• 让不同局域网下面的计算机连接在一起
• ip地址：mac地址无法连接其他局域网内的计算机，因为mac地址只被交换机识别，然后不同局域网的交换机不一样，所以现在定义一个新的地址表明是哪个局域网
• Mac地址是用来标识你这个教室的某个位置，IP地址是用来标识你在哪个教室（哪个局域网），mac地址(局域网)+IP地址(互联网)就能找到全世界独一无二的电脑

数据链路层中会把网络层的数据包封装到数据链路层的数据位置，然后再添加上自己的包头，再发给物理层，物理层发给网关，网关再发给对方教室的网关，对方教室的网关收到后在那个教室做广播。

获取对方Mac地址（ARP协议）

局域网内获取对方Mac地址：

• 目标Mac：12个F代表的是一种功能，这个功能就是获取对方的Mac地址
• 通过广播的方式发送，只有IP地址是172.16.10.11的人返回它的Mac地址，其它人全部丢弃
• 发回来的源Mac改成目标IP的Mac地址，同时把Mac地址放在数据部分

跨网络获取对方Mac地址：

目标IP就变成了网关的IP。网关的IP在计算机上配死了，可以轻松获取

注意：网关帮你去找飞哥，但对用户来说，由于速度太快我们根本就感觉不到网关的存在。

传输层

• 网络层的IP帮我们区分子网，以太网层的Mac帮我们找到主机，端口号用来找到一个固定的应用程序
• 端口：即应用程序与网卡关联的编号
• 传输层功能：建立端口到端口的通信

补充：端口范围0-65535，0-1023为系统占用端口，Mac地址+IP地址+端口，就能确定世界上独一无二的一台计算机上的应用程序

TCP协议

• 可靠传输，TCP数据包没有长度限制，理论上可以无限长，但是为了保证网络的效率，通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度，以确保单个TCP数据包不必再分割。

UDP协议

• 不可靠传输，”报头”部分一共只有8个字节，总长度不超过65,535字节，正好放进一个IP数据包。

应用层

• 应用层功能：规定应用程序的数据格式，将0和1转换成具体的功能

socket抽象层

客户端和服务端的应用程序想通信，两者传输的数据必须是一样的。

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。