PART 001
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定义网络设备(如网卡、交换机)的物理连接方式、电气特性和数据传输格式。
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将网络层的 IP 数据报封装为 帧 (Frame),添加帧头(含源 / 目的 MAC 地址)和帧尾(校验字段)。
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实现帧的发送、接收、差错检测(如 CRC 校验)和重传,以及 MAC 地址寻址(通过 ARP 协议获取目标 MAC)。
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协议:以太网(Ethernet)、Wi-Fi(802.11 系列)、PPP(点到点协议)、HDLC(高级数据链路控制)、ARP(地址解析协议)、RARP(反向地址解析协议)。
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设备:网卡、交换机、集线器(物理层设备,常归为该层)。
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定义 IP 地址 (IPv4/IPv6)作为网络设备的逻辑标识,区分不同网络和主机。
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将传输层的报文封装为 IP 数据报 ,添加 IP 头(含源 / 目的 IP 地址、协议类型等)。
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通过路由协议(如 OSPF、BGP)选择最佳路径,将数据报从源网络转发到目标网络。
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处理数据报的分片与重组(当数据报超过链路层 MTU 时)。
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核心协议:IP(IPv4、IPv6)、ICMP(网际控制报文协议,用于差错报告如 ping 命令)、IGMP(互联网组管理协议,用于组播)。
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路由协议:RIP、OSPF、BGP 等。
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面向连接的可靠传输(TCP):保证数据无差错、无丢失、按序到达。
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无连接的不可靠传输(UDP):追求传输效率,适用于实时性要求高的场景。
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建立、维护和终止端到端的通信连接(如 TCP 的三次握手、四次挥手)。
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提供 流量控制 (避免接收方缓冲区溢出)和 拥塞控制 (避免网络过载)。
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对应用层数据进行分段(TCP)或封装(UDP),添加端口号标识应用进程。
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远程登录:Telnet、SSH。
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文件传输:FTP、SFTP。
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网页服务:HTTP、HTTPS。
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邮件服务:SMTP(发送)、POP3/IMAP(接收)。
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域名解析:DNS。
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即时通信:XMPP、WebSocket。
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远程桌面:RDP、VNC。
PART 002
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物理层:定义物理介质的电气特性、机械特性、接口标准(如网线、光纤、无线电波),负责二进制比特流的传输(0/1 信号)。设备如集线器、网线、光纤。
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数据链路层:同 4 层模型的网络接口层核心功能(帧封装、MAC 寻址、差错检测),设备如交换机。
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网络层、传输层、应用层:功能与 4 层模型完全一致。
PART 003
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PART 004
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应用层:浏览器生成 HTTP 请求报文(如 GET /index.html)。
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传输层:TCP 协议为请求报文添加 TCP 头(含源端口 1024+、目的端口 80),封装为 TCP 段。
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网络层:IP 协议为 TCP 段添加 IP 头(含源 IP、目的服务器 IP),封装为 IP 数据报。
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网络接口层:以太网协议为 IP 数据报添加帧头(含源 MAC、目的网关 MAC)和帧尾,封装为帧,通过物理介质发送。
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传输过程:帧经交换机转发到网关路由器,路由器剥离帧头,基于 IP 地址路由转发 IP 数据报,重复链路层封装 / 解封装,直至目标服务器。
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接收端反向处理:目标服务器从下到上逐层解封装(帧→IP 数据报→TCP 段→HTTP 请求),最终交给 Web 服务器处理,再按原路返回响应。
PART 005
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模块化设计:每层独立实现特定功能,修改某层协议不影响其他层(如 IPv4 升级 IPv6 仅涉及网络层)。
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降低复杂度:将复杂的网络通信拆解为多个简单子问题,便于开发和维护。
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兼容性强:不同厂商的设备只要遵循相同层的协议,即可互联互通(如 Windows 和 Linux 主机通过 TCP/IP 通信)。
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便于排障:分层结构可快速定位故障位置(如网络不通时,先排查物理层,再依次排查链路层、网络层等)。





