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从一个HTTP请求来看网络分层原理

两台主机间会通过非常多网络设备,不管哪个网络设备都会发生数据丢失,如果发生数据丢失的话,会发生数据重传,会出现数据重复(之前丢失的包并不是丢失而是产生了延时)。数据传输的介质也可能多样,如内网里通过网线进行传输,连接到公网的话会通过光纤进行连接,所以要实现不同介质间信号的转换,还有从光纤到路由器无线脉冲转换,距离远的话还有信号衰减问题。所以在网络传输过程中有非常多的问题需要解决,把问题分组分层,不同层次间解决不同问题,不同层次间定义标准化接口让它们间可以进行数据的通信。

复杂的网络

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为了简化网络的复杂度,网络通信的不同方面被分解为多层次结构,每一层只与紧挨着的上层或者下层进行交互,将网络分层,这样就可以修改,甚至替换某一层的软件,只要层与层之间的接口保持不变,就不会影响到其他层。

OSI七层理论体系结构

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  1. 物理层:解决两台主机的通信问题—A往B发送比特流(0101),B能接收到这些比特流。定义了物理设备的标准如网线的类型,光纤的接口类型以及传输介质的传输速率等。
  2. 数据链路层:由于物理层上的传输的比特流可能会出现错传、误传等,所以数据链路层定义了如何格式化数据即将比特流封装成,提供了错误检测。
  3. 网络层:随着节点的增加,点对点通信是需要经过多个节点的,如何找到目标节点,如何找到最优路径变成为了首要需求。所以出现了网络层,主要目的是将网络地址翻译成对应的物理地址,分组传输、路由选择,本层的传输单位是数据报(分组),本层需要注意的TCP/IP协议中的TCP协议。
  4. 传输层:随着网络需要的进一步扩大,通信过程中需要传输大量的数据,网络可能会发生中断,为了保证传输大量文件时的准确性,需要对发送的数据进行切分,切分成一个个的segment进行发送,考虑如何在接受方拼接切分的segment组成完整的数据,以及发现丢失segment时该如何处理,需要注意的协议TCP、UDP。
  5. 会话层:不同机器上的用户之间建立以及管理会话。用于保证应用程序自动收发包和寻址。
  6. 表示层:信息的语义语法,加密解密,转换翻译,压缩解压缩。
  7. 应用层:规定双方必须使用固定长度的消息头,且消息头必须记录消息长度等信息。需要注意的是TCP/IP协议中的HTTP协议。

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TCP/IP 四层模型

是 OSI 的一种实现,包括应用层、运输层、网际层和网络接口层。