一文读懂一台计算机是如何把数据发送给另一台计算机的

天各一方的两台计算机是如何通信的呢?在成千上万的计算机中,为什么一台计算机能够准确着寻找到另外一台计算机,并且把数据发送给它呢?

可能很多人都听说过网络通信的 5 层模型,但是可能并不是很清楚为什么需要五层模型,五层模型负责的任务也有可能经常混淆。下面是网络通信的五层模型

一文读懂一台计算机是如何把数据发送给另一台计算机的

说实话,五层模型的具体内容还是极其复杂的,不过今天这篇文章,我将用最简洁的模式,通过网络通信的五层模型来讲解一台计算机是如何找到另外一台计算机并且把数据发送给另一台计算机的,就算你没学过计算机网络,也能够听的懂。

1. 物理层

一台计算机与另一台计算机要进行通信,第一件要做的事是什么?当然是要把这台计算机与另外的其他计算机连起来啊,这样,我们才能把数据传输过去。例如可以通过光纤啊,电缆啊,双绞线啊等介质把他们连接起来,然后才能进行通信。

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也就是说,物理层负责把两台计算机连起来,然后在计算机之间通过高低电频来传送0,1这样的电信号。

2. 数据链路层

前面说了,物理层它只是单纯着负责把计算机连接起来,并且在计算机之间传输0,1这样的电信号。如果这些0,1组合的传送毫无规则的话,计算机是解读不了的。一大堆0,1谁知道是什么鬼啊。

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因此,我们需要制定一套规则来进行0,1的传送。例如多少个电信号为一组啊,每一组信号应该如何标识才能让计算机读懂啊等等。

于是,有了以太网协议。

1. 以太网协议

以太网协议规定,一组电信号构成一个数据包,我们把这个数据包称之为。每一个桢由标头(Head)和数据(Data)两部分组成。

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帧的大小一般为 64 - 1518 个字节。假如需要传送的数据很大的话,就分成多个桢来进行传送。

对于表头和数据这两个部分,他们存放的都是一些什么数据呢?我猜你眯着眼睛都能想到他们应该放什么数据。 毫无疑问,我们至少得知道这个桢是谁发送,发送给谁的等这些信息吧?所以标头部分主要是一些说明数据,例如发送者,接收者等信息。而数据部分则是这个数据包具体的,想给接守者的内容。

大家想一个问题,一个桢的长度是 64~1518 个字节,也就是说桢的长度不是固定的,那你觉得标头部分的字节长度是固定的吗?它当然是固定的啊,假如不是固定的,每个桢都是单独发的,那计算机怎么知道标头是几个字节,数据是几个字节呢。所以标头部分的字节是固定的,并且固定为18个字节。

把一台计算的的数据通过物理层和链路层发送给另一台计算机,究竟是谁发给谁的,计算机与计算机之间如何区分,,你总得给他们一个唯一的标识吧?

于是,MAC 地址出现了。

2. MAC 地址

连入网络的每一个计算机都会有网卡接口,每一个网卡都会有一个唯一的地址,这个地址就叫做 MAC 地址。计算机之间的数据传送,就是通过 MAC 地址来唯一寻找、传送的。

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MAC地址 由 48 个字节所构成,在网卡生产时就被唯一标识了。

3. 广播与ARP协议

(1). 广播

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如图,假如计算机 A 知道了计算机 B 的 MAC 地址,然后计算机 A 想要给计算机 B 传送数据,虽然计算机 A 知道了计算机 B 的 MAC 地址,可是它要怎么给它传送数据呢?计算机 A 不仅连着计算机 B,而且计算机 A 也还连着其他的计算机。 虽然计算机 A 知道计算机 B 的 MAC 地址,可是计算机 A 却不知道知道计算机 B 是分布在哪边路线上,为了解决这个问题,于是,有了广播的出现。

在同一个子网中,计算机 A 要向计算机 B 发送一个数据包,这个数据包会包含接收者的 MAC 地址。当发送时,计算机 A 是通过广播的方式发送的,这时同一个子网中的计算机 C, D 也会收到这个数据包的,然后收到这个数据包的计算机,会把数据包的 MAC 地址取出来,与自身的 MAC 地址对比,如果两者相同,则接受这个数据包,否则就丢弃这个数据包。这种发送方式我们称之为广播,就像我们平时在广场上通过广播的形式呼叫某个人一样,如果这个名字是你,你就理会一下,如果不是你,你就当作听不见。

(2). ARP 协议

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