以下是這個YouTube影片的總結:
影片「網路紮根概念2- 網路七層與TCPIP」由阿彬電腦頻道講解,主要介紹網路7層架構以及TCP/IP模型的概念,並深入分析兩者在網路通訊中的應用及其必要性。
### 網路7層架構的背景與目標:
1. 網路7層架構(OSI模型)是由國際標準組織訂定的一個開放系統互聯的標準。
2. 該架構旨在規範網路通訊的硬體與軟體,使不同廠商的設備和系統能互相溝通。例如,Windows系統與Linux系統的連接需要符合共同標準才能協作。
3. 架構分為7層,每一層負責特定的功能,目的是解決硬體廠商(如D-Link、Realtek等)及軟體廠商(如作業系統、應用程式)之間的兼容性問題。
### 網路7層架構的工作原理:
每一層都有特定的工作,以下逐層說明:
1. 應用層(第7層):負責直接提供使用者的服務,例如使用Outlook寫信並發送至網路。
2. 表示層(第6層):負責編碼與解碼(如將資料編成ASCII碼),壓縮與解壓、加密與解密。它確保資料能正確在不同系統間表達。
3. 會話層(第5層):與對方協調通信的參數,以建立、管理並結束會話。
4. 傳輸層(第4層):負責資料的切割與重組,例如將資料分成多個封包並重新組回,挑選協議(TCP或UDP),並處理端到端的傳輸:
- TCP(傳輸控制協議):具備速度慢但傳輸可靠(有保證),會增加序號、檢查位元、ACK訊息及控制資料流等功能,確保資料完整。
- UDP(使用者數據報協議):速度快但不保證可靠性,適合對實時性要求較高的場景。
- 兩者都須搭配「port number」,指定要連接的服務。例如TCP 80 port(連接網頁)、TCP 21 port(連接FTP)。
5. 網路層(第3層):負責加上來源IP和目的IP。Router(路由器)透過這些IP地址查找路由表,將資料轉送至下一台Router。
6. 資料連結層(第2層):負責加上來源MAC地址和目的MAC地址,並使用CRC演算法算出檢查位元(FCS),確保資料在鏈路層的穩定性。
7. 實體層(第1層):將資料以訊號形式發送,例如透過雙腳線轉成電流、光纖轉成光波、或是無線訊號轉成電磁波。
### 資料傳輸的流程舉例:
1. 當使用Outlook寫一封信寄出時,資料在左邊7層架構中產生,經過應用層到第1層後轉為訊號,透過網路線傳輸到右邊設備。
2. 在右邊,訊號依照第1層至第7層的順序解碼,最終由右邊的Outlook應用程式開啟該信件。
### TCP/IP模型與網路7層標準的簡化:
1. 網路7層架構標準提供了理論模型,而現實中多數的網路通訊使用TCP/IP協議模型。
2. TCP/IP模型簡化了OSI模型,將應用層(7、6、5層)合併成「應用層」,傳輸層(第4層)保留為「傳輸層」,而網路層與資料連結層(第3、2層)統一為「網路層」,最下層為硬體(實體層)。
3. TCP/IP模型的應用層包括HTTP(網頁)、FTP(檔案傳輸)、SMTP(Email傳送)等協議。
### TCP/IP模型的工作機制舉例:
1. 如果使用HTTP傳輸網頁,會使用TCP 80 port;而若應用程式使用DNS進行名稱解析,則會使用UDP 53 port。
2. 每個協議在相應層次完成任務,例如應用層協議完成數據生成,傳輸層選擇TCP/UDP並附加端口。
3. 最終,資料在網路層加上IP地址,在資料連結層加上MAC地址,並以訊號的形式由硬體層實際傳輸。
### 早期通信協議的淘汰:
除TCP/IP外,早期市場還有NWLink、NetBUIE及AppleTalk等協定。然而,由於兼容性及效率的限制,這些協議已逐漸被淘汰,目前主流通訊都採用TCP/IP。
### 總結:
網路7層架構提供了一個清晰的理論框架,確保各種設備和廠商間的互通性;TCP/IP模型則簡化了實際操作中的層次,大幅提升了網路通信的效率與實用性。影片通過Outlook寄信的例子,詳細說明資料如何從發送端層層處理後傳輸到接收端。最後,國際標準組織制定的網路7層架構成為通用規範,而TCP/IP模型承載幾乎所有現代網路通訊。
影片到此結束,感謝觀看。