A. 一个数据包在网络中是如何传递的
网络在现代社会中的地位不可动摇,它已经成为我们生活中不可或缺的一部分,带来了无数便利和机遇。但数据在网络中是如何传递的呢?它又是如何从一点传输到另一点的?
随着网络的发展,它引发了一场信息革命,对现代生活产生了深远影响。接下来,让我们深入了解数据包在网络中的传递过程。
互联网(Internet)是目前世界上最大的计算机网络,其前身是1969年诞生的ARPAnet(Advanced Research Projects Agency Network)。
互联网的广泛应用是信息时代的重要标志之一。
信息传递的过程与现实生活中物品传递的过程相似:
快递过程与网络通信过程的对比:
需要快递的物品:
▫ 应用程序生成需要传递的信息(或数据)。
物品被包装成包裹,并贴上含有收件人姓名、地址的快递单:
▫ 应用程序将数据打包成原始的“数据载荷”,并添加“头部”和“尾部”形成报文,报文中重要信息是接收者的地址信息,即“目的地址”。
包裹被送到集散中心,集散中心根据包裹上的目的地址进行分检,去往同一个城市的物品被放入同一架飞机,并飞向天空:
▫ 报文通过网线到达“网关”,网关收到报文后,对其“解封装”,读取目的地址,再重新封装,并根据目的地址不同,送往不同的“路由器”,通过网关及路由器的传递,报文最终离开本地网络,进入Internet的干道进行传输。
飞机抵达目的机场后,包裹被取出进行分检,去往同一地区的包裹被送到同一集散中心:
▫ 报文经过Internet干道的传输,到达目的地址所在的本地网络,本地网络的网关或路由器对报文进行解封装和封装,并根据目的地址决定发往相应的下一台路由器,最终到达目的计算机所在网络的网关。
集散中心根据包裹上的目的地址进行分检,快递员送包裹上门,收件人确认物品完好无损后收下。整个快递过程完成。
报文到达目的计算机所在网络的网关,解封装和封装,然后根据目的地址发往相应的计算机。计算机收到报文后,对报文进行校验处理,校验无误后,接收下报文,并将其中的数据载荷交由相应的应用程序进行处理。一次完整的网络通信过程就结束了。
传统的OSI参考模型和TCP/IP模型
网络协议为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。常见的协议有:TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。TCP/IP协议无疑是三大协议中最重要的一个,作为互联网的基础协议,没有它就根本不可能上网,任何和互联网有关的操作都离不开TCP/IP协议。其次,OSI模型也是掌握计算机网络必须了解的内容。
OSI七层模型:OSI七层模型称为开放式系统互联参考模型,通过七个层次化的结构模型使不同的系统、不同的网络之间实现可靠的通讯,因此其最主要的功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输。
第一层:物理层 比特流 设备之间比特流的传输,物理接口,电气特性等。
第二层:数据链路层 帧 将上层数据封装成帧,用MAC地址访问媒介,错误检测与修正。
第三层:网络层 包 提供逻辑地址(IP)、选路,数据从源端到目的端的传输
第四层:传输层 段 实现网络不同主机上用户进程之间的数据通信,可靠与不可靠的传输,传输层的错误检测,流量控制等。
第五层:会话层 数据 允许不同机器上的用户之间建立会话关系,如WINDOWS
第六层:表示层 数据 数据的表现形式,特定功能的实现,如数据加密。
第七层:应用层 数据 用户接口,提供用户程序“接口”。
TCP/IP结构与功能特点
1、应用层:应用层是TCP/IP协议的第一层,是直接为应用进程提供服务的。
2、运输层:作为TCP/IP协议的第二层,运输层在整个TCP/IP协议中起到了中流砥柱的作用。且在运输层中,TCP和UDP也同样起到了中流砥柱的作用。
3、网络层:网络层在TCP/IP协议中的位于第三层。在TCP/IP协议中网络层可以进行网络连接的建立和终止以及IP地址的寻找等功能。
4、网络接口层:在TCP/IP协议中,网络接口层位于第四层。由于网络接口层兼并了物理层和数据链路层,所以,网络接口层既是传输数据的物理媒介,也可以为网络层提供一条准确无误的线路。
数据的封装:
应用数据需要经过TCP/IP每一层处理之后才能通过网络传输到目的端,每一层上都使用该层的协议数据单元PDU(Protocol Data Unit)彼此交换信息。不同层的PDU中包含有不同的信息,因此PDU在不同层被赋予了不同的名称。
如上层数据在传输层添加TCP报头后得到的PDU被称为Segment(数据段);数据段被传递给网络层,网络层添加IP报头得到的PDU被称为Packet(数据包);数据包被传递到数据链路层,封装数据链路层报头和尾部得到的PDU被称为Frame(数据帧);最后,帧被转换为比特,通过网络介质传输。
这种协议栈逐层向下传递数据,并添加报头和报尾的过程称为封装。
一个数据包在网络中传递的过程可以分为以下几个步骤
1. 应用层打包数据:发送方的应用程序将要传输的数据切割成小块,并为每个小块添加一些元数据(如源地址、目的地址、序列号等),组装成数据包。
2. 传输层封装数据:传输层负责控制数据的传输,它将应用层得到的数据包再次封装,并为数据包添加一些额外的信息,如端口号、协议等。
3. 网络层封装数据:网络层负责控制数据的路由,它会将传输层封装好的数据包再次封装,添加源IP地址和目的IP地址等信息。
4. 数据链路层封装数据:数据链路层负责进行物理传输的控制,它将网络层封装好的数据包再次封装,添加源MAC地址和目的MAC地址等信息。
5. 物理层传输数据:数据链路层得到物理层的支持,将封装好的数据包转换成比特流,通过物理介质(如网线、光纤等)进行传输。
6. 接收方解封数据:接收方按照相反的顺序逐层解封数据,最终将数据还原为原始的应用层数据。
最后需要注意的是,在传输过程中,数据包可能会经过多个网络节点(如路由器、交换机等),每个节点都会根据数据包的目的地址进行转发或处理。
B. 互联网传播方式有哪些
互联网传播方式有:电子邮件传播、社交媒体传播、网络新闻传播、即时通讯工具传播等。
1. 电子邮件传播:电子邮件是互联网最基础的传播方式之一。个人和组织通过电子邮件发送信息,这种传播方式具有一对一或一对多的特点。电子邮件可以迅速传递文本、图片、视频等内容,实现信息的快速分享和传播。
2. 社交媒体传播:随着社交媒体的兴起,它已成为信息传播的重要渠道。包括微博、微信、抖音等在内的一系列社交媒体平台,通过短视频、博客、论坛等多种形式,用户可以轻松发布和分享信息,实现信息的裂变式传播。
3. 网络新闻传播:网络新闻是互联网传播的重要形式之一。新闻网站和各类应用通过发布最新的新闻和信息,用户可以通过互联网及时获取国内外各类新闻动态。这种传播方式具有实时性强、覆盖面广的特点。
4. 即时通讯工具传播:即时通讯工具如QQ、钉钉等,除了具备即时聊天功能,也是信息传播的重要渠道。用户可以通过这些工具进行群聊、分享文件、视频通话等,实现信息的实时交流和传播。
以上即为互联网主要的传播方式。随着技术的不断发展,互联网传播方式也在不断创新和丰富,如直播、短视频等新的传播形式也在不断涌现。