网络数据传输过程

先验知识：OSI模型

OSI网络模型实际上是参考模型，在实际中并不使用，在网络出现问题的时候，可以从一个宏观的整体去分析和解决问题，而且搭建网络的时候并不需要划分为7层，当今互联网广泛使用的是TCP/IP网络模型（原本只有4层），随着人们不断实践后发现，划分为5层会更符合实际。

网络传输的流程

1. 应用层

• 正：应用程序发起连接，比如”我们要浏览某个网页“，我们就会对该网页发起请求；
• 反：将段解封为报文，报文是数据在应用层中的名字；

例子：客户端要发送数据，也就是报文。

2. 传输层

• 正：将报文封装为段，封装时会加上端口号；
• 反：将包解封为段，段是传输层中数据的名字；
• 传输层管理两个节点之间的数据传输，负责可靠传输（TCP)和不可靠传输(UDP)，还有一个新的叫QUIC；

例子：报文来到传输层，加上源端口号和目标端口号，封装成段。

3.网络层

• 正：将段封装为包，封装时会加上ip地址；
• 反：将帧解封为包，包是网络层中数据的名字；

例子：段来到网络层，加上源IP和目标IP封装成包；

4. 数据链路层

• 正：将包封装为帧，在封装的时候会加上MAC地址；

• 反：在数据链路层中，比特会被封装成帧，帧是这一层表示数据的名字；

  

  例子：数据来到数据链路层之后，理论上根据目标MAC地址可以将包和源MAC地址和目标MAC地址封装成帧。但是存在的问题是目标IP地址和源IP地址并不是在同一个网络下的，要发送到其他的网络，就需要经过默认网关，由于客户端主机并不知道默认网关的MAC地址，没有办法封装成帧，这个时候可以用ARP协议进行广播，找到网关IP对应的MAC地址。具体步骤如下：

  1. 首先，客户端将自己的MAC地址封装成帧，利用ARP协议广播出去，默认网关收到广播出去的帧之后，查看帧，可以看到客户端的MAC地址，再解封发现包里面的IP地址，然后将IP和MAC关联为一台主机；

  2. 然后默认网关将自己的IP地址放入包中，再结合自己的MAC地址封装成帧，然后将其原路返回客户端，这样客户端就知道默认网关的MAC地址了；

     

5. 物理层

• 正：将帧封装为比特；

• 反：比特；

• 我们要发送出去的数据在计算机里只不过是无数的0和1（比特），物理层要把这些比特用不同的媒介传输出去，这些媒介可以是电缆、光或者其他形式的电磁波来表示和传输信号；

• 数据从网络接口出去之后，会经过不同的网络拓扑（网络拓扑是指网络中设备如计算机、路由器、交换机之间物理或逻辑连接的布局结构，描述了设备之间的关系以及他们如何相互连接，是设计和管理计算机网络的基础），

例子：帧到了物理层封装成比特流，发送出去。

• 然后会经过默认网关，解封为帧发现是发送给自己的，再解封为包查看目标IP地址是在另一个网络中的，然后进行路由转发，最终到达目的网络；

• 如果目标网关知道目标IP地址和MAC地址是哪台主机，封装成帧就可以直接发送了，如果不知道的话也可以用ARP协议来广播一下获取。

• 服务器在收到比特流之后按上面的过程倒序进行解封，就可以得到相应的请求报文。

• 然后以同样的方式给客户端发送回应。

参考：https://www.bilibili.com/video/BV1EU4y1v7ju/?spm_id_from=333.788&vd_source=bad9fad47786fe7e9f54f99cc00b91e9