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本文讲述了互联网OSI模型、数据包封包拆包、路由器的概念、还有IP协议和TCP协议的关系。
互联网模型:
要谈数据通信,就不得不先讲述分层模型的概念
OS I RM:开放系统互连参考模型(Open System Interconnection Reference Model)
如下图一

图一
上图一左边是OSI模型,右边是TCPIP协议栈分层模型,可以看得出,两个模型有很清晰的对应关系。
两个模型的下四层是一一对应的,而OSI模型的上三层对应到TCPIP协议的应用层,所以在谈论“应用层”概念的时候,要注意讨论的是哪个模型。

图二
如图二,依据标准的OSI术语,每层间对应的“协议数据单元”(Protocol Data Unit,简称PDU)的名称都是不同的
物理层为“位”(bit),即平常讲的二进制数位流,在物理传输介质上以二进制数字信号传输(简单的如高电平代表“1”,底电平代表“0”)。
物理层的传输介质包括:
- 同轴电缆(coaxical cable):细缆和粗缆,目前已经不常用;
- 双绞线(twisted pair):UTP(Unshielded Twisted Paired , 非屏蔽双绞线),这种即平时常用的网线;STP (Shielded Twisted Pair,屏蔽双绞线),这种线适用于电磁干扰恶劣的工业环境;(这两种线使用铜线做介质,到用户家虽然看起来就一两根,但在运营商的管线里是几千条几百条线在一起的大对线缆,经常是偷铜者的目标)
- 光纤(Optical Fiber):使用光信号来传播数字信号的介质,坐火车到处看到路边写的大标语:“光纤没铜,挖了没用”就是指这个;
- 无线电波(wireless radio);
数据链路层PDU名称叫数据帧“Frame”,例如帧中继技术名称叫Frame Relay ,其数据单元名字叫“帧”,对以太网来说是以太帧。
网络层PDU的名称叫数据包Packet, 因为IP协议在这一层,所以互联网上的数据一般被称为IP数据包。
传输层PDU的名称叫数据段Segment ,这个层面最著名的是传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。
会话层Session 的PDU叫SPDU;
表示层Presentation的PDU叫PPDU;
应用层Application的PDU叫APDU;
数据包封包和传送过程:

图三
如上图图三,用户数据报文的一个封装过程,应用程序的数据使用TCP协议进行传输,用户数据被切割成合适的数据片段后,被加上网络层协议IP的首部字节,成为IP数据包,然后被加上数据链路层的以太网首部,成为以太网数据帧,再由以太网驱动程序将帧转化为二进制位流,在物理层面传送。
数据包经路由器传输的过程,下图图四:

图四
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