计算机网络-数据传输

在学习计算机网络之前首先要了解，计算机网络的结构，当然这些结构的设计主要是为了数据传输，实现正常的通信，然而数据在传输时使用什么协议，在每一层上会有什么样的体现。每一层具体的作用是什么就是要学习的地方，每种协议的作用，以及表现形式等等，他的报文格式，具体位置的作用，和意义。

数据在计算机网络中的传输过程

TCP/IP协议簇（cu）

tcp/ip网络协议是目前世界上应用最广泛的协议，tcp/ip层次模型共分为四层：应用层，传输层，网络层，数据链路层。

应用层：应用层是所有用户所面向的应用程序的统称。tcp/ip协议簇在这一层有很多种协议来支持不同的应用程序，远程登录TELNET使用telnet协议提供在网络其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用ftp协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。应用层一般是面向用户的服务。如FTP、TELNET、DNS、SMTP、POP3。 FTP(File Transmision Protocol)是文件传输协议，一般上传下载用FTP服务，数据端口是20H，控制端口是21H。 Telnet服务是用户远程登录服务，使用23H端口，使用明码传送，保密性差、简单方便。 DNS(Domain Name Service)是域名解析服务，提供域名到IP地址之间的转换。 SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)是简单邮件传输协议，用来控制信件的发送、中转。 POP3(Post Office Protocol 3)是邮局协议第3版本，用于接收邮件。摘自https://www.cnblogs.com/jukaiit/p/6775404.html

传输层：主要的作用是提供应用间的通信，这一层的协议由TCP和UDP，传输层负责的是端到端的传输，而网络层负责的是点到点的传输它们的区别：https://jingyan.baidu.com/article/19192ad812650de53e570781.html 提供应用程序间的通信。其功能包括：
　　一、格式化信息流；
　　二、提供可靠传输。为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送。
　　传输层协议主要是：传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)和用户数据报协议UDP(User Datagram protocol)。在这一层，数据的单位称为段摘自https://www.cnblogs.com/jukaiit/p/6775404.html

网络层：负责点到点之间通信，其功能包括三方面。
　　一、处理来自传输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。
　　二、处理输入数据报：首先检查其合法性，然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机，则去掉报头，将剩下部分交给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数据报。
　　三、处理路径、流控、拥塞等问题。（其中拥塞控制是通过ICMP传递的）网络层包括：IP(Internet Protocol)协议、ICMP(Internet Control Message Protocol) 控制报文协议、ARP(Address Resolution Protocol)地址转换协议、RARP(Reverse ARP)反向地址转换协议。 IP是网络层的核心，通过路由选择将下一跳IP封装后交给接口层。IP数据报是无连接服务。ICMP是网络层的补充，可以回送报文。用来检测网络是否通畅。 Ping命令就是发送ICMP的echo包，通过回送的echo relay进行网络测试。 ARP是正向地址解析协议，通过已知的IP，寻找　　对应主机的MAC地址。 RARP是反向地址解析协议，通过MAC地址确定IP地址。比如无盘工作站和DHCP服务。在这一层，数据的单位称数据包（packet）摘自https://www.cnblogs.com/jukaiit/p/6775404.html

数据链路层：数据链路层是负责接收IP数据报并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。传输有地址的帧以及错误检测功能。
　　一、流量控制，有基于反馈的流控制盒基于速率的流控制。
　　二、错误检测和纠正
　　在这一层，数据的单位称为帧（frame）摘自https://www.cnblogs.com/jukaiit/p/6775404.html

数据传输过程

数据传输过程实际上相当于对数据的封装和解封装，

数据封装和解封装过程：摘自https://blog.51cto.com/14557673/2440993

1.数据封装过程（快件打包）
（1）应用层传输
这里可以理解为翻译的过程，当然这是属于计算机的翻译过程，应用层便是将数据进行二进制编码。
（2）传输层传输（数据段）
传输层将上层数据分割成诸多数据段（方便解决传输出错问题），并且为每个分段后的数据
封装—— TCP报文头部。其中TCP报文头部有一个关键的字段信息——端口号（保证上层应用数据通信）。
（3）网络层传输（数据包）
网络层将上层数据再度添加封装——IP头部，其头部包含一个关键的字段信息——IP地址，用于标识网络
的逻辑地址。
（4）数据链路层传输（数据帧）
数据链路层将上层数据再次添加封装——MAC头部，其包含一个关键的字段信息——MAC地址，可以理解
为固化在硬件中的物理地址，和我们的个人银行卡号一样具有唯一性。该封装过程中的尾部封装暂不讨论。
（5）物理层传输（比特流）
物理层将上层二进制数据转成电信号在网络中传输。

上述就是数据在网络传输中的数据封装过程，其实可以简单理解为是我们平时冬天穿衣服的过程，
其中括号内的数据段、数据包、数据帧和比特流就是我上面给出链接中介绍的PDU（协议数据单元）。

2.数据解封装过程（快件拆包）
数据封装后通过网络传输到接收方后需要进行解封装，恰好就是上述数据封装的逆过程。可以简单理解
为我们平时冬天在家里开暖气后脱衣服的过程。

tcp头部结构可以查看这个博客https://blog.csdn.net/zeqi1991/article/details/81582985

ip头部结构：可以查看这个博客https://blog.csdn.net/ythunder/article/details/65664309

mac头部结构：

看这些头部的定义可以查看这个博客：https://my.oschina.net/ranjiewen/blog/781091和https://cloud.tencent.com/developer/article/1141745