简答QA-网络各层头部及作用_网络传输中为什么要加头部呢

网络各层头部信息

Q：为什么需要那么多头部，比如TCP然后还需要IP头部，去掉不行吗？

综述：

• 每一层的首部字节中的信息很少重复
• 每一个信息存在都有其意义，保证其最基本的传输功能、无意义的传输
• 不可随意删除去掉

下面正在自顶向下来分析：
一个点是，检验和checksum，检验出错直接丢，避免无意义的传输

1 应用层

来自应用层的数据包需要让下层知道，“我”是使用什么协议的。
因此应用层需要携带应用层协议标识或者描述的头部信息
还需要知道数据的长度

2 传输层

传输层实现的端到端的传输
因此，传输层要知道发送方和接收方的端口，即源端口和目的端口

数据的长度
数据校验和：出错直接丢，避免无意义的传输？❓

• 对于TCP来说，保证可靠传输，因此需要额外的字段信息：
  • 序列号 -> 数据报的序号，，帮助失序重排
  • 确认序列号 -> 用于指示下一个数据报的序号，TCP确认机制
  • 编码位 -> 用于控制报文段的传输，如会话的建立和终止
    • 包括：URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN 6个
      • SYN -> 用于建立连接请求
      • FIN -> 用于结束连接
      • ACK -> 应答报文
  • 窗口大小 ->表示接收方能够继续接受的字节数，用于流量控制，
  • ……

3 网络层

以IP协议为例
IP协议并 不保证 数据的可靠传输，因此在网络层之上（传输层）通过TCP协议来实现
（由此考虑，UDP在传输层并不能保证数据的可靠传输，因此可以在应用层上结合应用层协议来实现数据可靠传输）

实现主机与主机之间的数据传输
因此需要IP地址：源IP和目的IP

Version：网络层有两个主要的IP协议，IPv4/IPv6，因此需要标识所使用的协议
头部信息有一个option项，属于开放的空间，长度由用户定义，因此需要一个头部长度以及当前数据报的总长度（数据+头）

网络层IP协议会对报文进行分组转发，即进行分组，那么就需要知道该数据报原来来自哪个数据报packetID，是否进行了分组flag，以及组偏移（fragment offset，表示组号）

Type of service： 数据报的重要程度？？

4 数据链路层

数据的导航

数据单位为帧

在物理层设备上传输不同于在网络上传输，因为在物理层上传输的是比特流（即01010101）之类的高低电平信号

如果数据一个一个发，发一个停一下再发一个，效率会十分低（如 0101 ---- 1010 ---- …………）
因此在数据链路层上给他加了一个帧定界符，标识不同数据帧的边界，因此有头有尾，从而可以达到连续发（如 01011010…………）

在链路层上数据导航依靠MAC地址，
因此 需要源MAC地址、目的MAC地址（下一跳）

此外，还需要类型说明字段
（来自网络层有不同的数据报类型，如IP数据报，ARP请求数据报，RARP请求数据报等）
不同类型的数据报传输的目的不一样，加的头尾不一样