计算机网络——计算机网络体系结构（3/4）-计算机网络体系结构分层思想举例

目录

发送请求报文

应用层构建HTTP请求报文

运输层添加TCP首部

网络层添加IP首部

数据链路层形成帧

物理层转化为比特流

路由器处理

服务器处理

发回响应报文

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计算机网络体系结构分层思想举例

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假设网络拓扑如下所示，主机属于网络N1，Web服务器属于网络N2，N1和N2通过路由器互连。

打开一个网页的简化过程：

我们使用主机中的浏览器来访问Web服务器，当输入网址后，主机会向Web服务器发送请求。Web服务器收到请求后，会发回相应的响应。主机的浏览器收到响应后，将其解析为具体的网页内容显示出来。

主机和Web服务器之间基于网络的通信，实际上是主机中的浏览器应用进程与Web服务器中的Web服务器应用进程之间基于网络的通信。

那么，体系结构的各层，在整个过程中起到了怎样的作用呢？

发送请求报文

应用层构建HTTP请求报文

从主机端按体系结构自顶向下的顺序来看，应用层按HTTP协议的规定，构建一个HTTP请求报文，这是该报文的内容：

    

应用层将HTTP请求报文交付给运输层处理。

运输层添加TCP首部

运输层给HTTP请求报文添加一个TCP首部，使之成为TCP报文段。这是TCP报文段的首部格式：

该首部的主要作用是为了区分应用进程以及实现可靠传输。运输层将TCP报文段交付给网络层处理。

网络层添加IP首部

网络层给TCP报文段添加一个IP首部，使之成为IP数据报，这是IP数据报的首部格式：

该首部的作用主要是为了使IP数据报可以在互连网上传输，也就是被路由器转发。网络层将IP数据报交付给数据链路层处理。

数据链路层形成帧

数据链路层给IP数据报添加一个首部和一个尾部使之成为帧。假设网络N1是以太网，这是以太网帧首部的格式：

该首部的作用主要是为了让帧能够在一段链路上或一个网络上传输，能够被相应的主机接收，这是以太网帧尾部的格式：

其作用是为了让目的主机检查所接收到的帧是否有误码。数据链路层将帧交付给物理层。

物理层转化为比特流

物理层将帧看作是比特流。由于网络N1是以太网，因此物理层还会给该比特流前面添加前导码。这是前导码的内容：

其作用是为了让目的主机做好接收帧的准备。物理层将添加有前导码的比特流变换成相应的信号发送到传输媒体。信号通过传输媒体到达路由器：

路由器处理

我们来看路由器的处理过程，

1.物理层将信号变成比特流

2.去掉前导码后，将其交给数据链路层，实际上交付的是帧

3.数据链路层将帧的首部和尾部去掉后，将其交付给网络层，实际上交付的是IP数据报

4.网络层解析IP数据报的首部，从中提取出目的网络地址， 然后查找自身的路由表，确定转发端口，以便进行转发。

5.网络层再将IP数据报交付给数据链路层，数据链路层给IP数据报添加一个首部和尾部，使之成为帧

6.数据链路层将帧交付给物理层，物理层将添加有前导码的比特流变换成相应的信号发送给传输媒体。

7.信号通过传输媒体到达Web服务器 

服务器处理

信号通过传输媒体到达Web服务器，我们来看Web服务器的处理过程。物理层将信号变换为比特流，去掉前导码后，将其交给数据链路层，这实际上交付的是帧；数据链路层将帧的首部和尾部去掉后，将其交付给网络层，这实际上交付的是IP数据报；网络层将IP数据报的首部去掉后，将其交付给运输层，这实际上交付的是TCP报文段；运输层将TCP报文段的首部去掉后，将其交付给应用层，这实际上交付的是HTTP请求报文。

发回响应报文

应用层对HTTP请求报文进行解析，然后给主机发回HTTP响应报文。与之前的过程类似，HTTP响应报文需要在Web服务器层层封装，然后通过物理层变换成相应的信号，再通过媒体传输到路由器。路由器转发该响应报文给主机，主机通过物理层将收到的信号转换为比特流。之后通过逐层解封，最终取出HTTP响应报文。

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END

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学习自：湖科大——计算机网络微课堂