網路模型

complexlong發表於2024-11-19
模型

TCP/IP網路模型可以分為以下四層：

  1. 應用層（Application Layer）：
    • 最上層，使用者直接接觸的層，提供應用功能，如HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP等。
    • 專注於為使用者提供應用功能，不關心資料傳輸的具體細節。
    • 工作在作業系統中的使用者態。
  2. 傳輸層（Transport Layer）：
    • 為應用層提供網路支援，包括TCP（傳輸控制協議）和UDP（使用者資料包協議）兩個傳輸協議。
    • TCP提供流量控制、超時重傳、擁塞控制等特性，保證資料可靠傳輸。
    • UDP簡單，只負責傳送資料包，不保證資料包抵達，實時性和傳輸效率較高。
    • 負責將資料分塊（TCP段），以便在資料包過大時進行分段傳輸。
    • 使用埠號區分同一裝置上的不同應用。
  3. 網路層（Internet Layer）：
    • 負責將資料從一個裝置傳輸到另一個裝置，使用IP協議（Internet Protocol）。
    • IP協議將傳輸層的報文加上IP包頭組裝成IP報文，並處理分片。
    • 使用IP地址對裝置進行編號，區分網路號和主機號，配合子網掩碼使用。
    • 負責定址和路由，決定資料包的傳輸路徑。
  4. 網路介面層（Link Layer）：
    • 在IP頭部前加上MAC頭部，封裝成資料幀傳送到網路上。
    • 工作在乙太網、WiFi等底層網路上，使用MAC地址標識網路上的裝置。
    • 負責鏈路級別傳輸服務，透過ARP協議獲取對方的MAC地址。

ARP 的工作原理
ARP（Address Resolution Protocol） 是一種網路協議，用於在 IPv4 網路中將 IP 地址 轉換為對應的 MAC 地址。它是 TCP/IP 協議棧中的一個重要協議，工作在鏈路層和網路層之間。

1.	ARP 請求（ARP Request）
•	當裝置需要傳送資料包，但不知道目標裝置的 MAC 地址時，它會廣播一個 ARP 請求到本地網路。
•	請求包的內容包括：
•	發出請求的裝置的 IP 和 MAC 地址。
•	目標裝置的 IP 地址（MAC 地址為空）。
•	廣播範圍限制在同一個子網。
2.	ARP 響應（ARP Reply）
•	區域網內的裝置接收到 ARP 請求後，檢查自己的 IP 地址。
•	如果目標 IP 地址與自己的 IP 地址匹配，該裝置會傳送一個單播的 ARP 響應包，告知發起請求的裝置自己的 MAC 地址。
3.	快取結果
•	發起請求的裝置將目標 IP 和 MAC 地址的對映關係快取到本地的 ARP 表中，以後再傳送資料時直接使用快取，而不需要重複請求。
•	快取有時效性，通常過一段時間後會清除

假設主機 A（IP: 192.168.1.1，MAC: AA:BB:CC:DD:EE:FF）想要與主機 B（IP: 192.168.1.2，MAC: 11:22:33:44:55:66）通訊，流程如下：
1. 主機 A 查詢 ARP 表，發現沒有 192.168.1.2 的 MAC 地址。
2. 主機 A 廣播一個 ARP 請求，問“192.168.1.2 的 MAC 地址是什麼？”。
3. 主機 B 收到請求後，單播一個 ARP 響應，告知“192.168.1.2 的 MAC 地址是 11:22:33:44:55:66”。
4. 主機 A 將這個對映快取到 ARP 表中，並開始通訊。

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