计算机基础–网络五层
一、物理层：
一台计算机A和另一台计算机B是如何通信的呢？我们来分析一下：首先要实现通信是不是得把A、B 两台计算机连接起来吧？如下图所示。
至于连接的东西比如网线、光纤等，我们先暂且不管。也就是说物理层负责把A、B两台计算机连起来，然后通过高低电频来传送0、1这样的电信号。
二、数据链路层
通过物理层我们知道了它负责把计算机连起来，然后在计算机之间传输0,1这样的电信号。那么就会有个问题产生，如果0,1毫无规则，计算机该怎样解析呢？？答案是不能解析。比如下面：
0001110101010111001010101010100001110000101010101010100000111111000000
我不相信你能看懂这是啥意思，反正鄙人看不懂。因此需要一定的规则进行传送，比如多少个电信号为一组，每一组应该包含什么标识才能被计算机读懂啊。也就是我们平时所说的约定、协议。
于是以太网协议出场了！
2.1 以太网协议
这个协议规定，一组电信号构成一个数据包,也就是平时所说的帧,每一帧包含头（head）和数据（data），其大小一般在64byte->1518byte，如果传送的数据特别大，那就分成多个来传。现在有个问题，如上所述，每一帧的大小是不确定的，只是给了一个范围。
如果有人学过数据结构，我想他一眼就会看出这个图要表达的意思了。那么这个head是固定的嘛，那必须的，因为传输的数据肯定是不固定的，如果head再不固定，那和毫无规则的0、1有什么区别，同样计算机就不会解析了。所以head大小必须固定，且规定为18个字节，那head都包含什么信息了，其实你大可以猜猜嘛！首先得知道是谁发送的吧、其次得表明给谁所发吧？那么想要给给某台计算机发送信息，那这台计算机得有一个唯一标识吧，要不然要精确发送肯定会出错。
Mac地址出场！
2.2 Mac地址
先看看百度的解释：
每一个网卡都会有一个唯一地址，计算机之间准确传送数据就是通过MAC地址唯一寻找的。
2.3 广播
如上图，在同一子网中，计算机A，连接着B,C,D三台计算机，现在计算机A知道计算机B的MAC地址，想要发送消息给B，但是计算机A不知道B在哪个线路，所以广播模式出场了。
说到广播模式，那在这里举个例子吧，就好比学校的广播吧，需要找一个同学，就小明吧。那步骤就是在学校广播室内喊话：“初三一班小明同学来李老师办公室一趟！”，这句话是所有人都能听到的，但是只有小明才会做出处理。在这里也是这样子的，想要发送消息给B,计算机就一广播的模式发送数据，此时B，C,D都会收到消息的，收到数据包后会与自身的MAC地址比对，如果和自己的MAC地址匹配，那就接受这个数据包，否则就不予处理。
2.4 ARP协议
那现在有个问题了，假设我在北京，你在兰州，我要给你发消息，那我还得跑你那边看看你的MAC地址吗？？？如果要这样才能给你发消息，那么这里有一万只xxx狂奔而过。那到低要怎样才能知道对方的mac地址呢？？？
于是ARP协议出场！
对于这个鄙人有深刻的体会，在工作中常常要做交换机的调试，比如摄像机的绑定，就涉及到IP、Mac地址、交换机物理端口的三者绑定在一起，如果没有这个协议显然很困难做到。反正细节暂且不管，就知道有了这个ARP协议之后你就会知道子网中其它计算机的MAC地址了。
三、网络层
实际上我们所处的网络都是由无数个子网构成的，广播的时候也只有同一子网里面的计算机能收到。那如果区分哪些MAC地址属于同一个子网呢？？
IP地址出场！！
IP地址我们都不陌生，由IP协议定义的地址就是IP地址，IP协议有两种，IPv4和IPv6,请看下图：
不过我们一般都用IPv4。IP地址由32位二进制数组成。一般分为四段，比如192.168.0.2。这个IP地址被分为两部分，前面一部分代表的是网络部分，还有一部分代表主机部分，这两个都是不固定的。
现在举个例子有两个IP地址192.168.0.76和192.168.0.75，假如这两个IP地址的网络部分是24位、主机部分是8位。那网络部分为192.168.0，所以他们处于同一网络（子网）。因为网络部分相同。
那现在又有问题了，你咋知道网络部分占几位呢？？也就是说单从IP地址是无法判断是否处于同一子网的！！！！！
于是子网掩码出场！！！
直接看百度的解释吧：
“子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。
子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在广域网上。”
子网掩码和IP地址一样都是32位的。不过子网掩码的主机部分全部都为1，主机部分全为0。
现在我就来讲讲计算机是如何判断是否属于同一个子网的。其实只需将IP地址和子网掩码做and运算，然后把各自的结果进行比较，如果结果相同就属于同一个子网。
接下来继续讲解如何获得MAC地址，上述提到了要用到ARP协议。ARP协议也是通过广播的方式给子网中的每一台计算机发送数据包，这个数据包会包含对方的IP地址，如果对方计算机检测到数据包中和本地的IP地址相同，就会把自己的MAC地址返回个发送数据包的计算机。
总结：网络层的功能就是帮助我们找到另一台计算机在哪里，和是否属于同一个子网。
四、传输层
通过物理层、数据链路层以及网络层。我们已经能够成功将数据在两台计算机之间进行发送，可是计算机有很多应用程序，你要发给哪个程序呢？
于是端口出场了！！！
有没有一切都是那么的自然？？？
也就是说，从一台计算机到另一台计算机发送数据的时候还要指定端口。其实传输层的主要功能也就是建立端口到端口的通信。
传输层最常见的是TCP协议和UDP协议，大家可自行百度查询。
五、应用层
应用层最接近用户，它并不是指运行在网络上的某个特别应用程序 。我们通过传输层收到了数据，但是这个数据格式是不一定的，有各种各样的，如.mp3、.mp4、.exe等。因此需要指定数据格式的规则，这样收到后才会正确解读。
最后，如有不合适的地方欢饮留言批评指正！！！
来源：https://blog.csdn.net/FairLikeSnow/article/details/102757836