linux之网络

1. OSI七层模型，如图:

物理层（Physical Layer): 负责传输原始比特流。它涉及的是物理设备及介质，如电缆类型、电信号传输和接收等。
数据链路层（Data Link Layer): 确保物理链路上的无误传输 。它提供了如帧同步、流量控制和错误检测等功能，如果发生有错误的话，会让发送端重新发一次。
网络层（Network Layer): 负责数据包从源到目的地的传输和路由选择。它定义了地址和路由的概念，如 IP 协议。简单理解就是网络层指定数据到那个电脑上。
传输层（Transport Layer): 提供端到端的数据传输服务，保证数据的完整性。它定义了如 TCP 和 UDP 协议。简单理解就是传输层指定数据到那个电脑上的那个程序。
会话层（Session Layer): 管理会话，控制建立、维护和终止会话。用来建立联系的。
**表示层（Presentation Layer):**处理数据的表示、编码和解码，如加密和解密。
应用层（Application Layer): 提供网络服务 给 终端用户的应用程序，如 HTTP、FTP、SMTP 等协议。比如某些程序应用应该使用那个协议。

2. TCP/IP四层模型(按协议划分的)

• TCP/IP 四层模型，也称为互联网协议套件 ，是一种网络通信模型，用于指导数据如何在网络中的设备之间传输。这个模型将网络通信过程分解为四个的层次，每一层负责不同的任务。

2.1 应用层（Application Layer）

• **定义:**为用户应用程序提供网络服务。不同的功能使用不同的协议，例如，如果要远程连接，就需要SSH协议。

• 协议:该层包括了 SMTP、FTP、SSH、HTTP 等协议，这些协议都在应用层上实现，以实现客户端与服务器之间的通信和数据交换。不同的功能使用不同的协议。

2.2 传输层（Transport Layer)

• 定义:提供端到端的通信服务，确保数据可靠传输，可以保证这些数据的完整性和可靠性 。

• 协议:在传输层，主要的协议有 TCP（Transmission Control Protocol），它提供顺序的、可靠的、双向的 连接流，并管理报文段的发送**，确保无错误、不丢失、不重复、按序到达**；以及 UDP（User Datagram Protocol），它提供一种无连接的服务，数据以数据报的形式发送，不保证顺序或响应。

2.3 互联网层（Internet Layer）

• 定义:实现主机到主机 的通信，负责数据包的寻址和路由选择，网络层的 IP 协议是构成 Internet 的基础。Internet 上的主机都是通过IP 地址来互相识别。IP 协议不保证传输数据的可靠性，可能出现丢包等情况。

• 协议:主要协议是 IP（Internet Protocol），它定义了数据包的路由方式和网络地址。其他重要的协议包括 ICMP（Internet Control Message Protocol），用于错误报告和网络诊断。

2.4 链路层（Link Layer）

• 定义:负责在物理网络中传输原始比特数据。

• 协议:它包括了在物理网络链接中使用的所有协议，如以太网（Ethernet）、Wi-Fi 以及PPP（Point-to-Point Protocol）。

2.5 OSI 七层模型和 TCP/IP 四层模型对比以及 TCP/IP 协议栈，如图中有几个层合并，如图:

3. 网络传输中的数据单元

• PDU:协议数据单元（Protocol Data Unit，PDU）

• 是指在网络通信中， 每一层协议在 传输数据时 的基本单位。不同层级的PDU有不同的名称和结构，例如在网络层，PDU 称为数据包，在传输层，PDU 称为报文段或数据报，在数据链路层，PDU称为帧（frame）。

• 数据包（Packet):通常指网络层（如 IP 网络层）的数据单位。

• 报文段（Segment):通常用于描述传输层（TCP 传输层）的数据单位。

• 数据报（Datagram):通常用于描述 UDP 协议的数据单位，它也是传输层的一个概念。

3.1 SDU

• 服务数据单元（Service Data Unit，SDU），指的是 从上层协议接收到的、尚未添加当前层控制信息的原始数据。

3.2 PCI

• 协议控制信息（Protocol Control Information，PCI），在 当前层添加的头部（Header）或尾部（Trailer）信息**，用于控制数据传输**。

3.3 PDU=SDU+PCI。如图:

3.4 头部、尾部与 PCI

• 头部（Header）和尾部（Trailer）都属于 PCI。

• 头部和尾部是物理的，实际上是 SDU 前面或后面附加的一系列比特 。而 PCI 是逻辑的，它是协议控制信息的集合，指导网络中的各层对数据做正确处理，确保网络协议正常运作。

• 通常 PCI 只包含头部，一个特例是以太网的数据帧不止包含头部，还包含尾部的帧检验序列（FCS，Frame Check Sequence，用于差错控制）。以太网帧的头部和尾部共同构成了它的 PCI。

• 网络分层模型的层与层之间相互依赖，数据由上层到底层的过程中，每层都要加上该层协议的 Header，我们称之为封装。