目录

一、四个问题

二、网络为什么分层？

三、程序时如何工作的

3.1 一张图看懂工作过程

3.2 接受包

3.3 发起请求

四、层与层之间的关系

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一、四个问题

1. TCP进行三次握手时，IP层和MAC层对应有什么操作？

2. 中转站之间是如何知道自己下一个站在哪的？

3. 二层设备处理的包里，有没有http层的内容呢？

4. 从你的电脑，通过SSH登录到公有云主机中，都需要经过哪些过程？

二、网络为什么分层？

        因为，是个复杂的程序都要分层。

        根据程序设计的要求： 复杂的程序都要分层。 譬如我们写的项目代码还要分成：controller层,service层，dao层呢。 网络分层：(由底向上是) 物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层。

三、程序时如何工作的

3.1 一张图看懂工作过程

 

3.2 接受包

1.第一层物理层发现有网络包经过一个网口时，看看是否需要将这个网络包请进来进行处理。

2.当网络包被拿进来之后，会有一个函数process_layer2摘去包中二层的头，根据头里的内容进行操作。如果发现二层头中的MAC地址与我的相同则说明这个包是发送给我的。

3.接着会有下一个函数process_layer3摘去三层的头，在这个头中存有ip地址，如果ip地址与自己相符则表明这个包的终点是我们自己即我是终点，如果ip不相符则说明我们是中转站而非终点。

4.假设这个ip地址是tcp的， 然后会有一个函数process_tcp摘去第四层的头，看这是一个发起，还是一个应答，又或者是一个正常的数据包，然后分别由不同的逻辑进行处理。如果是发起或者应答，接下来可能要发送一个回复包；如果是一个正常的数据包，就需要交给上层了。这里的上层是某个应用程序，在四层的头里面有端口号，不同的应用监听不同的端口号。如果发现浏览器应用在监听这个端口，那你发给浏览器就行了。

3.3 发起请求

        用户点击浏览器链接会发起一个http请求，浏览器知道，又要发起另一个 HTTP 请求了，于是使用端口号，将请求发给了你（程序）。

1. 调用send_tcp函数，给http请求的内容加一个tcp头，记录下源端口号。

2. 调用send_layer3函数，此时已经有了http的头和内容以及tcp头。这个函数会加一个ip头，记录源ip地址和目标ip地址。

3.调用send_layer2函数，此时已经有了http、tcp、ip头。这个函数会加一个MAC头，记录源MAC地址即本机器的MAC地址，和目标MAC地址。

5. 从网口将包发送出去。

四、层与层之间的关系

        从分层这一说法本身出发，可以看出网络分层是层层封装的含义，一层套一层的。处理接受到的就想剥洋葱的感觉一样。

        那 TCP 在三次握手的时候，IP 层和 MAC 层在做什么呢？当然是 TCP 发送每一个消息，都会带着 IP 层和 MAC 层了。因为，TCP 每发送一个消息，IP 层和 MAC 层的所有机制都要运行一遍。而你只看到 TCP 三次握手了，其实，IP 层和 MAC 层为此也忙活好久了。

        这里要记住一点：只要是在网络上跑的包，都是完整的。可以有下层没上层，绝对不可能有上层没下层。

        可以理解为空中阁楼（上层依赖于下层）：上层是应用层，下层是基础层； 从上到下依次是：HTTP、TCP、IP、MAC、物理层。 我们区分上下层时，还是将它们按如上顺序看，看成一个倒立的金字塔。 实际的网络包数据结构，是反过来的，HTTP包上套了TCP（端口），TCP包上套了IP，IP包上套了MAC地址。 虽然HTTP的内容相对多一些，IP、MAC地址的内容相对少一些， 但上层的HTTP需要依赖下层的IP、MAC工作，所以网络上跑的包， 可以有下层没上层，却绝不可能有上层没下层。

        所以，对TCP协议来说，三次握手也好，重试也好，只要想发出去包，就需要有ip层和MAC层，不然是发布出去的。

        如果一个 HTTP 协议的包跑在网络上，它一定是完整的。无论这个包经过哪些设备，它都是完整的。因为缺少任何一层，包都是无法发送出去的。

        所谓的二层设备、三层设备，都是这些设备上跑的程序不同而已。一个 HTTP 协议的包经过一个二层设备，二层设备收进去的是整个网络包。这里面 HTTP、TCP、 IP、 MAC 都有。什么叫二层设备呀，就是只把 MAC 头摘下来，看看到底是丢弃、转发，还是自己留着。那什么叫三层设备呢？就是把 MAC 头摘下来之后，再把 IP 头摘下来，看看到底是丢弃、转发，还是自己留着。