インターネットの4層構造とは何ですか？

インターネットの 4 層構造は次のとおりです。 1. データ リンク層 (ネットワーク インターフェイス層)。ネットワーク カード インターフェイスのネットワーク ドライバーを実装して、物理メディア上のデータの送信を処理します。 2. ネットワーク層。データ パケットのルーティングと転送を実装します。 3. トランスポート層。2 つのホスト上のアプリケーションにエンドツーエンド通信を提供します。 4. アプリケーション層は、アプリケーションのロジックの処理を担当します。

このチュートリアルの動作環境: Windows 7 システム、Dell G3 コンピューター。

TCP/IP はインターネットの最も基本的なプロトコルです。 TCP/IP は、送信タスクを完了するために 4 層構造を使用しています。その 4 層構造は、ネットワーク インターフェイス層、ネットワーク層、トランスポート層、アプリケーション層であり、各層は、次の層が提供するネットワークを呼び出すことで自体を完了します。 OSI を使用した場合 標準の 7 層構造には、プレゼンテーション層、セッション層、物理層がありません。

各層の機能と共通プロトコルについて説明します。

1. データ リンク層 (ネットワーク インターフェイス層)

機能: 物理メディア (イーサネット、トークンリングなど）。

対応機器：ネットワークケーブル、ネットワークブリッジ、ハブ、スイッチ

よく使われるプロトコル：

(1) ARP(Address Resolution Protocol)：IPの変換を実現します。アドレスから物理アドレスへ (通常、これは MAC アドレスです (一般に理解されているのは、ネットワーク カード アドレスの変換です)。

(2) RARP (Reverse Address Resolution Protocol): その名の通り、ARP の逆で、物理アドレスから IP アドレスへの変換を実現します。

それでは、何の役に立つのかと誰かが尋ねるでしょう。 ? ?

ARP の目的: ネットワーク層は IP アドレスを使用してマシンを検索しますが、データリンク層は物理アドレスを使用してマシンを検索します。したがって、ネットワーク層は最初にターゲット マシンの IP アドレスを変換する必要がありますデータリンク層によって提供されるサービスを使用するため。

RARP の目的: RARP プロトコルは、ネットワーク上の一部のディスクレス ワークステーションでのみ使用されます。ストレージ デバイスが不足しているため、ディスクレス ワークステーションは自身の IP アドレスを記録できません。ただし、RARP を通じて、物理アドレスから IP アドレスへのアドレス マッピング。

2. ネットワーク層

機能: データ パケットのルーティングと転送を実装します。

対応機器：ルータ

一般的に使用されるプロトコル：

(1) IPプロトコル（インターネットプロトコル）は、宛先IPに基づいてデータパケットを宛先に送信する方法を決定します。アドレス、ターゲットホスト。データ パケットをターゲット ホストに直接送信できない場合、IP プロトコルはそれに適したネクストホップ ルーターを見つけ、データ パケットをそのルーターに渡して転送します。何度も繰り返した後、データ パケットはターゲット ホストに到達するか、または送信失敗により破棄させていただきます。

(2) ICMP プロトコルは、ネットワーク層のもう 1 つの重要なプロトコルであり、IP プロトコルの重要な補足であり、主にネットワーク接続の検出に使用されます。

8 ビット タイプ: ICMP メッセージは 2 つのカテゴリに分類されます: 1 つのタイプは宛先到達不能 (タイプ値 3) やリダイレクト (タイプ値 5) などのエラー メッセージで、もう 1 つのタイプはクエリ メッセージです。 、ネットワーク情報のクエリに使用されます。

一部の ICMP メッセージでは、8 ビット コード フィールドを使用してさまざまな条件を細分化します。たとえば、コード値 0 はネットワーク リダイレクトを示し、コード値 1 はホスト リダイレクトを示します。

16 ビット チェックサム: メッセージ全体 (ヘッダーとコンテンツ部分を含む) に対して巡回冗長検査 (CRC) を実行します。

注: ICMP プロトコルは、IP プロトコルによって提供されるサービスを同じ層で使用するため、厳密な意味ではネットワーク層プロトコルではありません。一般に、上位層プロトコルは、IP プロトコルによって提供されるサービスを使用します。下位層プロトコル。

3. トランスポート層

機能: 2 つのホスト上のアプリケーションにエンドツーエンド通信を提供します。ネットワーク層で使用されるホップバイホップ通信方法とは異なり、トランスポート層は通信の発信元と宛先のみを考慮し、データ パケットの転送プロセスは考慮しません。

主なプロトコル:

(1) TCP プロトコル (伝送制御プロトコル): アプリケーション層に信頼性の高い接続指向のストリーミング サービスを提供します。

(2) UDP プロトコル (ユーザー データグラム プロトコル): アプリケーション層に信頼性の低いコネクションレス型のデータグラム サービスを提供します。 (TCP プロトコルと UDP プロトコルの詳細な説明と違いについては、次の記事で詳しく説明します)

(3) SCTP プロトコル (Stream Control Transmission Protocol) インターネット上で電話信号を送信するために設計されており、ここでは議論しません。詳しく説明してください。

4. アプリケーション層

機能: ファイル転送、名前クエリ、ネットワーク管理など、アプリケーションのロジックの処理を担当します。

注: データ リンク層、ネットワーク層、トランスポート層はネットワーク通信の詳細をコピーして処理するため、これらの部分は安定していて効率的である必要があり、すべてカーネル空間に実装されています (図 2 を参照)アプリケーション層はユーザー内にあり、多くのロジックを担当するため空間上に実装されますが、カーネル内に実装するとカーネルが非常に大きくなります。また、いくつかのサーバー プログラムはカーネルに実装されているため、コードがユーザー空間とカーネル空間の間を行き来する必要がなく (主にデータのコピー)、作業効率が向上します。

一般的に使用されるプロトコル:

(1) OSPF (Open Shortest Path First) プロトコル: ルーター間の通信に使用され、それぞれの経路情報を通知し合う動的経路更新プロトコルです。 。

(2) DNS (ドメイン ネーム サービス) プロトコル: マシンのドメイン名から IP アドレスへの変換を提供します。 （例えば www.baidu.com を Baidu の IP に変換する場合は、ドメイン名を入力すれば直接入力できます。ID カードで誰もが一意に識別されるのと同じように、IP アドレスを覚えるのは面倒なので、名前。DNS は名前と ID カードを照合するプロセスです)

(3) Telnet プロトコルは、リモート タスクをローカルで完了できるようにするリモート ログイン プロトコルです。

(4) HTTP プロトコル (ハイパーテキスト転送プロトコル) は、要求および応答モードに基づくステートレスなアプリケーション層プロトコルであり、多くの場合、TCP 接続方法に基づいています。

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