OSI模型

核心： 每一层只负责特定的功能

  1. 物理层：

传输原始比特流（0和1）

协议： Ethernet (IEEE 802.3)

  1. 数据链路层： (交换机) 将比特流组织成数据帧，通过MAC地址在局域网内寻址

错误检测（如CRC）、流量控制（如交换机）。

协议： Ethernet (IEEE 802.3)、Wi-Fi (IEEE 802.11) PPP（点对点协议）、VLAN（虚拟局域网）。

  1. 网络层：

逻辑寻址（如IP地址）和路由选择（决定数据包从源到目标的路径）。

关键设备：路由器（Router）、三层交换机。

协议： IP（IPv4/IPv6）、ICMP（Ping）、OSPF、BGP（路由协议）、ARP（地址解析）。

  1. 传输层（Transport Layer）

提供端到端（应用程序之间）的可靠或不可靠传输。

分段（将数据分成段）、流量控制、错误恢复（如重传）。

协议： TCP UDP

5.表示层 6.会话层

  1. 应用层

直接为用户应用程序提供网络服务接口。

协议： HTTP（网页）、FTP（文件传输）、SMTP（邮件）、DNS（域名解析）、SSH（安全登录）。

简化的TCP/IP模型

理解

理解对等传输

每一层的协议在逻辑上认为自己在直接和对端同一层通信，尽管实际数据需要经过下层封装传输。

也就是 协议栈中同一层的虚拟直接对话 数据在设备间经过的物理和逻辑路径。

示例：以HTTP请求为例的双重视角

1.主机A（192.168.1.2）访问服务器B（203.0.113.5）的网页，经过一个路由器。

主机A的HTTP协议 ↔ 服务器B的HTTP协议

逻辑上认为直接发送GET /index.html并接收200 OK响应。

  1. 主机A的TCP ↔ 服务器B的TCP

逻辑上建立端到端连接，维护序列号和确认机制。

  1. 主机A的IP ↔ 服务器B的IP

逻辑上认为IP包从192.168.1.2直达203.0.113.5。

  1. 主机A的MAC ↔ 路由器R1的MAC ↔ 服务器B的MAC

逻辑上逐跳协商帧传输（每跳MAC地址变化）。

问题1：

交换机转发帧时，是否破坏了数据链路层的对等性？

交换机只短暂参与MAC层转发，最终帧仍由目标主机的数据链路层处理。

交换机对帧的转发依赖物理层完成信号传输

交换机： 它根据 MAC 地址表，接收帧 → 看目标 → 选择接口转发帧，不改帧内容，也不破坏通信逻辑。

所以交换机就是在链路层转发帧的智能中继器，它不参与更上层的逻辑，靠 MAC 地址表做“选择转发”。

问题2：

IP提供全局逻辑寻址，MAC提供局域网物理寻址 具体是什么流程

ip：

“全局”：IP地址（例如192.168.1.10或公网IP如8.8.8.8）是全球范围内唯一的，就像一个人的家庭地址（国家+城市+街道+门牌号）。无论设备在世界的哪个角落，IP地址都能唯一标识它。

“逻辑”：IP地址不是绑在硬件上的，而是由软件配置的。比如，你换了网卡，IP地址可以保持不变；或者你把电脑带到另一个网络，IP地址可以重新分配。这种灵活性让IP地址像一个“虚拟标签”，不依赖物理设备。

“寻址”：IP地址的作用是告诉数据包“最终要去哪里”。比如，你从上海寄快递到北京，IP地址就像快递单上的收件人地址，路由器会根据它决定把数据包送到哪个网络。

MAC：

“局域网”：MAC地址（例如AA:BB:CC:DD:EE:FF）只在同一个局域网（LAN，比如你家Wi-Fi网络）内有效。出了这个局域网，MAC地址就没用了，就像你家楼栋内的门牌号，只在楼里有效，出了小区就没人知道。

“物理”：MAC地址是网卡的硬件地址，烧录在网卡芯片里，相当于设备的“身份证号”。它直接跟硬件绑定，告诉局域网内的设备“这是谁的网卡”。

“寻址”：在局域网内，数据包（以太网帧）靠MAC地址找到具体的设备。比如，你家有台电脑和打印机，交换机通过MAC地址知道把数据送到电脑还是打印机。

为什么重要？：局域网内的设备通信很快，交换机直接用MAC地址表转发数据，不需要复杂的逻辑判断，效率很高。

问题3：

假如用我的思想就是，既然ip是唯一的，那么直接用ip通过路由器找到目标机器，既然交换机不能识别帧我们就去除MAC层？ 难道不行吗 直接对ip包传输到物理层？

IP地址可能重复（不同局域网可能用相同的私有IP）。MAC地址在局域网内由硬件保证唯一，适合本地寻址。

这可能就是我的思想出了问题！

IP：负责端到端的全局寻址，确保数据包从源（比如上海的电脑）到目标（比如北京的服务器）能跨网络到达。它像快递的全国调度系统，规划路线但不负责具体投递。

MAC：负责点到点的局域网内传输，确保数据在当前局域网内送到正确设备（比如你家电脑到路由器）。它像小区快递员，只管本地投递，不关心包裹从哪来、去哪。

HTTP协议

首先HTTP是一种应用层协议

其次协议约定了双方的_通信规范_ 也就是，客户端和服务端 遵循这套协议 也就称之为 http请求 http响应

在客户端（如浏览器）和服务器之间，通过交换文本（或二进制）消息来完成资源传输

HTTP/1.x 使用纯文本格式，便于人类阅读和调试

HTTP2 改为二进制

特点：

  1. 无状态(服务器不会记得之前的请求，每次的请求都是独立的)

早期 HTTP/1.0：每个请求结束后断开 TCP 连接（性能极差）。

HTTP 本身无连接，但实际依赖 TCP 的长连接优化性能。

  1. 请求-响应模型（Request-Response）(主动请求，被动响应)

服务器无法主动推送数据

如何主动推送呢？

WebSocket， 轮询（todo）

HTTP消息

  1. 起始行：
  • GET / index.html HTTP/1.1(请求行)
  • HTTP/1.1 200 ok(状态行)
  1. 头部：

（键值对形式）

  • Host: example.com
  • Content-Type: text/html
  1. 正文

实际传输的数据

问题：

所以HTTP向下传递到传输层之前 传输的是文本的二进制？ 那么HTTP2的二进制又是什么意思呢？ 如果按照这样HTTP1.x不也是按照二进制传输的吗

无论是 HTTP/1.x 还是 HTTP/2，最终在网络上传输的都是二进制数据

但两者的关键差异在于 协议本身的组织方式，而非是否转为二进制

HTTP1.x：

Image

HTTP2： 以二进制帧（Frame）格式定义协议（所有消息被拆分为二进制结构）

Image

就是说HTTP1.x 将文本格式转化成ASCII码传输 HTTP2 将文本格式转换成二进制帧！ 更轻量

安全性

HTTPS： 在 HTTP 和 TCP 之间加入 TLS/SSL 加密层

TLS/SSL 又是什么？

Content-Type：本质与作用

本质：“这段二进制数据（或文本）应该如何被解析和处理？”

解决数据格式的歧义

TCP协议

位于传输层的 提供 可靠的 面向连接的 数据传输服务

解决如何在_不可靠的IP网络_上实现可靠的数据传输

早期的应用层 直接 对接传输层 导致ip协议无法区分数据应该交付给哪个应用

端口号的引入

IP 地址只能定位到主机，无法区分主机上哪个程序/服务在通信，如果没有端口号，数据包到达主机后，主机不知道该发给哪个程序 所以在传输层引入了端口号 实现进曾间通信的隔离

问题：

怎么理解？

IP 协议处理的是独立的数据包（Packet），而应用层通常需要连续的字节流（如文件传输）

IP 数据包是网络中传输的基本单位

源/目的 IP 地址（从哪里来，到哪里去）。

载荷（Payload）：实际要传输的数据片段（如一个文件的一部分）。

头部控制信息（如 TTL、校验和）。

核心冲突：

IP层的“独立性”和应用层的“连续性”是天然对立的需求：

IP不保证顺序 → 但应用层需要顺序。

IP可能丢包 → 但应用层需要完整。

这种矛盾需要通过传输层（如TCP）解决，而不是让应用层直接处理IP包

核心特性：

  1. 可靠性：

  2. 流量控制

  3. 拥塞控制

  4. 全双工通信

应用程序和NAT

DNS （域名系统）

为什么要有DNS：

没有DNS，我们只能通过数字IP访问网站，极大降低互联网的可用性。

服务器IP可能变更，但域名可保持不变