TCP/IP參考模型是一個非常基礎(chǔ)，而且也非常重要的基礎(chǔ)框架，要想入門數(shù)通這是個必須掌握的基本概念，本文檔通過一個簡單的示例，結(jié)合參考模型來分析一下數(shù)通的基本過程。

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境非常簡單，如下圖所示，我們現(xiàn)在來分析一下PC去訪問Webserver的WEB服務(wù)，整個數(shù)據(jù)通信過程是如何發(fā)生的，為了簡化描述，我們這里暫時忽略DNS、ARP、幀校驗等等機制的工作細(xì)節(jié)，只考慮較為宏觀的層面。



1）PC訪問WebServer的WEB服務(wù)，實際上是訪問Webserver的HTTP服務(wù)。這個過程對于人來說，就是在PC瀏覽器里輸入了Webserver的IP地址或域名，這個行為在PC的應(yīng)用層面將觸發(fā)本地的HTTP進程產(chǎn)生一些數(shù)據(jù)，我們把這些數(shù)據(jù)稱為DATA，它是HTTP的有效荷載：


2）數(shù)通的最終任務(wù)是，要幫助PC把這個HTTP的有效荷載傳遞到Webserver上的HTTP進程中。這是一個看起來簡單的任務(wù)，但是實際上，這份數(shù)據(jù)卻要翻山越嶺。PC的應(yīng)用層將這份HTTP的有效荷載交給“傳輸層”（我們這里忽略TCP三次握手等內(nèi)容），傳輸層會為應(yīng)用層下來的這份數(shù)據(jù)封裝上一個報文頭部，由HTTP是基于TCP的應(yīng)用，因此這里壓上的是TCP的頭部，在這個頭部之中，有目的端口號80，這個端口號將在數(shù)據(jù)到達Webserver后告訴對端，我要訪問你啥服務(wù)。當(dāng)然，為了讓這份數(shù)據(jù)能夠可靠的被傳輸，TCP頭部里還有其他重要的內(nèi)容，這里暫不贅述。


3）好了，HTTP的荷載被封裝上了TCP的頭，為了讓這份數(shù)據(jù)能夠在IP網(wǎng)絡(luò)中進行傳輸，我們還需要一個“信封”，于是數(shù)據(jù)到了PC的“因特網(wǎng)層”，在這一層，數(shù)據(jù)被封裝上了一個IP報文頭部，在IP包頭中，寫入了源和目的IP地址，源IP地址為PC的IP：192.168.1.1，而目的IP地址是WebServer的IP：192.168.2.1。IP包頭中的另一個重要的字段是協(xié)議號，這里寫入的值為6，這個值對應(yīng)著IP頭后面封裝的協(xié)議，也就是TCP。好了，有了IP頭這個信封，我們這份數(shù)據(jù)，就能夠在IP網(wǎng)絡(luò)中被從源傳遞到目的地：


4）然而光有信封還是不夠的，至少，我們要把這個信件一段鏈路一段鏈路的搬運過去，而不能一下就從源直接穿越到目的地去吧，也不是天朝的穿越劇不是？那咋辦，我們還需要一個數(shù)據(jù)鏈路層的頭部，由于這里是以太網(wǎng)的環(huán)境、以太網(wǎng)的鏈路，因此上層下來的數(shù)據(jù)，又被封裝上了一個以太網(wǎng)幀頭，這是為了使得PC能夠?qū)⑦@份數(shù)據(jù)傳遞到同在鏈路上的網(wǎng)關(guān)R1（的F0/0口）。由于PC設(shè)置的網(wǎng)關(guān)地址為192.168.1.254，也就是R1的F0/0口IP地址，因此，當(dāng)訪問Webserver 192.168.2.1這個非本地網(wǎng)絡(luò)的IP時，PC要求助于它的網(wǎng)關(guān)，因此再數(shù)據(jù)鏈路層面上，PC要數(shù)據(jù)傳遞到網(wǎng)關(guān)，它將封裝上去的以太網(wǎng)頭部中寫入源MAC也就是自己的MAC：00DD.F800.0001，同時寫入目的MAC也就是路由器R1的F0/0口的MAC：000.AAAA.0001，當(dāng)然如果此刻PC沒有網(wǎng)關(guān)IP對應(yīng)的MAC，那么它會發(fā)送ARP消息去請求。 以太網(wǎng)幀頭中還有一個重要的字段，是類型字段，類型字段用于描述我這個以太網(wǎng)的幀頭后面被封裝的是什么報文，這里寫入的值是0x0800,表示后面是一個IP報文：紅茶三杯（http://weibo.com/vinsoney）原創(chuàng)技術(shù)博文，版權(quán)歸作者所有，轉(zhuǎn)載請注明出處。


5）費了好大的勁兒，層層加料，終于，這份數(shù)據(jù)最終做好了傳輸?shù)臏?zhǔn)備，從PC傳輸?shù)搅送阪溌飞系腞1，距離目的地又更近了一點，當(dāng)然，在數(shù)據(jù)在傳輸過程中，是不可能像我們圖畫的這么文藝的，它應(yīng)該是一些電氣化的信息，例如1010101神馬的，不鳥他了，反正是這一坨東西是傳到了R1：


6）R1的F0/0口收到了這份東西，先把它還原成數(shù)據(jù)幀，查看幀頭，發(fā)現(xiàn)目的MAC地址正是自己F0/0口的MAC地址，高興壞了，以為是誰寫給自己的情書呢，于是結(jié)合查看類型字段，發(fā)現(xiàn)是0800，于是知道上層被封裝的是一個IP包，它將以太網(wǎng)幀頭剝?nèi)?#xff0c;將里頭的IP報文交上去給IP協(xié)議棧處理：



7）接下去是R1的因特網(wǎng)層的工作了，他收到下層傳遞夠來的IP包，查看IP包的目的IP地址，發(fā)現(xiàn)目的地是192.168.2.1，我艸，原來不是給我的是給別人的，沒辦法，R1拿著這個地址去自己的地圖--路由表中去查找，發(fā)現(xiàn)有個目的地192.168.2.0/24的網(wǎng)絡(luò)，出口是自己的FA1/0口，下一跳地址是192.168.12.2也就是R2：


8）發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包目的IP地址不是自己的R1，找到將數(shù)據(jù)送到目的地的路徑，是交給離目的地更近的192.168.12.2，而為了將數(shù)據(jù)交給同在鏈路上的192.168.12.2，又得將數(shù)據(jù)重新封裝上以太網(wǎng)的幀頭，這次幀頭中的源MAC填寫的是R1的FA1/0口的MAC地址，而目的MAC寫的是R2的F0/0口的MAC地址：



9）妥妥兒的，數(shù)據(jù)又被R1傳遞給了R2：


10）R2收到這個數(shù)據(jù)后，同樣的是先還原成數(shù)據(jù)幀，然后查看幀頭，結(jié)果發(fā)現(xiàn)目的MAC是自己的MAC，也挺高興，將數(shù)據(jù)幀丟給上層的IP協(xié)議去處理：紅茶三杯（http://weibo.com/vinsoney）原創(chuàng)技術(shù)博文，版權(quán)歸作者所有，轉(zhuǎn)載請注
11）結(jié)果一樣的，丫一看IP頭中的目的IP地址，擦類又不是給自己的，咦，為什么要說又字？不管了，反正不是給自己的就對了：


12）于是查路由表，發(fā)現(xiàn)目的IP地址192.168.2.1就是在自己FA1/0口直連的網(wǎng)絡(luò)192.168.2.0/24中的一個IP地址，好辦了，緣來是家門口的人啊。于是它將數(shù)據(jù)再封裝上以太網(wǎng)幀頭，源MAC是自己Fa1/0口的MAC地址，目的MAC是Webserver的MAC，如果沒有Webserver的192.168.2.1對應(yīng)的MAC，同樣的，還是發(fā)送ARP消息去請求：



13）數(shù)據(jù)有上路了，傳遞給了Webserver



14）說好的宏觀分析的，說著說著有變成微觀的了。Webserver收到這個數(shù)據(jù)幀后，查看幀頭，目的MAC是自己的網(wǎng)卡MAC，而且類型字段為0800：



15）于是將這個幀頭拆開，將里頭的IP報文交給IP協(xié)議去處理。接著IP協(xié)議分析這個IP包，查看包頭中的目的IP地址，發(fā)現(xiàn)正是自己的網(wǎng)卡IP相同，又發(fā)現(xiàn)IP頭中的協(xié)議號是6，說明這IP頭里包裹著的是一個TCP的報文：


16）知道IP頭后面包裹的是一個TCP報文后，它將IP頭剝?nèi)?#xff0c;將里頭的TCP包拿出來，發(fā)現(xiàn)TCP頭部中目的端口號是80，這是一個well-known眾所周知的端口號：



17）80端口號對應(yīng)的服務(wù)是HTTP。PC發(fā)現(xiàn)，自己的80端口正好是打開的，HTTP服務(wù)正在工作，于是將TCP頭部摘掉，露出了里頭的有效荷載，哎，終于……小姑娘終于又出來了，最終被交給了HTTP服務(wù)。這樣，一份數(shù)據(jù)最終就被傳遞到了目的地的目的應(yīng)用中。當(dāng)然，這一過程中我們依然省略了大量的細(xì)節(jié)。值得注意的是數(shù)據(jù)通信的過程是雙向的，因此PC發(fā)送數(shù)據(jù)到了WebServer，為了讓服務(wù)交互能夠正常進行，數(shù)據(jù)還會回程，因此實際上還有一個數(shù)據(jù)返程的過程這里我們就不再分析了，原理大同小異。

頂

0

踩

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux 系统应用编程——网络编程（利用TCP/IP 模型分析数据传输过程）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。