网络编程-03大白话OSI七层协议

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），按照功能不一样，分工不一样，人为的分层七层。实际上这个七层是不存在的。没有这七层的概念，只是人为的划分而已。区分出来的目的只是让你明白哪一层是干什么用的。

我的理解做用: 能够用来指导遇到的网络问题经过七层协议来找到问题所在

每一层都运行不一样的协议。协议是干什么的，协议就是标准。

实际上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。

一丶物理层

物理层功能：主要是基于电器特性发送高低电压(电信号)，高电压对应数字1，低电压对应数字0

中间的物理连接能够是光缆、电缆、双绞线、无线电波。中间传的是电信号，即010101...这些二进制位。

二丶数据链路层

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

早期的时候，数据链路层就是来对电信号来作分组的。之前每一个公司都有本身的分组方式，后来造成了统一的标准，即以太网协议ethernet

ethernet规定：一组电信号构成一个数据报，叫作'帧'，每一数据帧分红：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

这就像写信，发送者的地址（源地址）就是你家的地址，接收者地址（目标地址）就是对方的收信地址，你家的路由器就至关于邮局。其实在计算机通讯中的源地址和目标地址指的是Mac地址。

2.2 Mac地址

head中包含的源和目标地址由来：ethernet规定接入internet的设备都必须具有网卡，发送端和接收端的地址即是指网卡的地址，即Mac地址

 * Mac地址：每块网卡出厂时都被烧制上一个世界惟一的Mac地址，长度为48位2进制，一般由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

有了Mac地址之后，计算机就能够通讯了，假设一个教室就是一个局域网（隔离的网络），这个教室里面有几台计算机.
计算机底层，只要在一个教室里（一个局域网），都是靠广播的方式，吼。
广播出去之后，全部人都听得见，全部人都会拆开这个包，读发送者是谁，接收者是谁，只要接收者不是本身就丢弃掉。

注意：在讲网络层以前，其实基于广播的这种通讯就能够实现全世界通讯了，你吼一声，若是全世界是一个局域网，全世界的计算机确定能够听得见，从理论上彷佛行得通，若是全世界的计算机都在吼，你想想，这是否是一个灾难。所以，全世界不能是一个局域网。因而就有了网络层。

三丶网络层

网络层功能：引入一套新的地址用来区分不一样的广播域／子网，这套地址即网络地址

网络层定义了一个IP协议，
往外传的东西交给负责人就能够了，内部的话上面已经提到，经过广播的方式，对外的东西广播失效。教室的负责人就是网关，网关即网络关口的意思。

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一个教室（哪一个局域网）。
在吼以前怎么知道对方的Mac地址？这就得靠ARP协议。

注意：网关帮你去找飞哥，但对用户来讲，因为速度太快咱们根本就感受不到网关的存在。

IP协议
规定了只要是接入互联网的计算机都必须有一个IP地址
ip地址特色:点分十进制
ip地址最小:0.0.0.0
ip地址最大:255.255.255.255
ip地址目前有两个版本:IPV4 IPV6(因为IPV4已经不够表示目前存在的计算机了 因此推出了IPV6版本)

IP地址是动态分配的

四丶传输层

传输层的由来：网络层的IP帮咱们区分子网，以太网层的Mac帮咱们找到主机，而后你们使用的都是应用程序，你的电脑上可能同时开启qq，暴风影音，等多个应用程序。

那么咱们经过IP和Mac找到了一台特定的主机，如何标识这台主机上的应用程序，答案就是端口，端口即应用程序与网卡关联的编号。

传输层功能：创建端口到端口的通讯

补充：端口范围0-65535，0-1023为系统占用端口

有了Mac地址+IP地址+端口，咱们就能肯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，理论上能够无限长，可是为了保证网络的效率，一般TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度，以确保单个TCP数据包没必要再分割。

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。

五丶应用层

应用层由来：用户使用的都是应用程序，均工做于应用层，互联网是开发的，你们均可以开发本身的应用程序，数据多种多样，必须规定好数据的组织形式

应用层功能：规定应用程序的数据格式。

例：TCP协议能够为各类各样的程序传递数据，好比Email、WWW、FTP等等。那么，必须有不一样协议规定电子邮件、网页、FTP数据的格式，这些应用程序协议就构成了”应用层”。