基于OSI模型，数据包如何通过Internet从一台计算机传输到另一台计算机

Question

我熟悉基本的OSI模型，但我总是感到困惑的是，数据包是如何通过互联网从一台机器传输到另一台机器的？OSI层是如何形成的？例如，对于以下拓扑：

机器A＆lt; -----＆gt; Switch＆lt; ----＆gt; Router＆lt; ----＆gt; Router＆lt; ----＆gt; Router＆lt; ----＆gt; Switch＆lt; --- - ＆gt;机器B

显示多个路由器代表互联网，当机器A向机器B发送数据包（比如通过FTP发送一个简单的“ls”命令）时，在OSI层级会发生什么。

以上只是一个建议的示例，但如果任何人可以解释任何其他网络拓扑，那也没关系。我正在寻找一个非常基本的解释，说明数据包如何转换到每个节点（机器，交换机，路由器等）的不同OSI层。

Answer 1

路由器使用IP层（第3层），交换机使用数据链路层（第2层）。第1层是通过线路的物理1和0，第2层是数据链路层，它是像以太网和点对点协议（PPP）这样的协议，它在相邻节点之间传输有关MAC地址的信息。到并允许错误检测和重传。第3层是IP层，它携带有关数据包来自和来自整个网络的位置的信息，而不仅仅是当前跃点。

传输将如下：

机器A想要将数据包发送到机器B.机器A知道机器B的IP地址，因此它将其放在第3层数据包中。但是，机器A需要将下一跳的MAC地址放在第2层数据包中。如果它不知道，那么它将发送一个称为ARP请求（地址解析协议，在此处读取：http://www.tildefrugal.net/tech/arp.php）到目标IP的网络。这里将会发生以下几件事之一：

1. IP是本地的。具有该IP的计算机将使用其MAC地址回复发件人。
2. IP是非本地的。网关路由器将检测到此并发送其MAC地址。
3. IP是非本地的，并且设置了机器A的默认网关和子网掩码。使用此信息，机器A可以确定IP地址的非本地性并将其发送到路由器的MAC地址（如果还不知道则为ARPing）。

（如果机器A早先发现它，它将在ARP缓存中，机器A将使用它。）现在发送了MAC地址，可以传输数据包（物理层1执行实际传输电线上的数据）。下一站将是开关。交换机知道列为第2层目的地的MAC地址所在的出站端口是什么，因为它跟踪看到数据包来自的每个MAC地址以及它来自哪个端口 - 如果它不知道，那么它将每个地址都溢出单一端口，保证它会到达。

因此，数据包到达路由器。关于IP模型的一个很酷的事情是它将网络/世界中的每个IP地址划分为一个层次结构 - 根据定义，子网不能部分地重叠子网，它们要么全部包含它们，要么完全包含它们。因此，只要子网遵循这种层次结构，路由器就可以通过查看IP在其表中所属的子网，明确地确定网络中40亿个可能的IP地址中的每一个！然后将数据包发送出该端口。

当数据包通过互连的ISP的路由器，骨干网基础设施等时，它到达机器B的路由器，在那里发生相反的过程 - 路由器B看到它的目的地是机器B并将其发送到入站。 （类似地，如果不知道，路由器B将不得不使用像ARP这样的进程来查找机器B的MAC地址。）其余部分应该是非常简单的。

好的参考资料：

https://web.archive.org/web/20120129120350/http://www.tildefrugal.net/tech/arp.php

http://en.wikipedia.org/wiki/Data_link_layer

http://en.wikipedia.org/wiki/Network_switch

http://en.wikipedia.org/wiki/Network_layer

http://en.wikipedia.org/wiki/Routing

http://en.wikipedia.org/wiki/Router_(computing)

http://en.wikipedia.org/wiki/Address_Resolution_Protocol

Answer 2

唯一可以通过铜线传输的是电脉冲。 二进制数1由0的电脉冲或无脉冲电表示。 请记住，任何类型的实际数据都不能通过铜线，光纤或通过空中发送...只是表示先前已转换为1或0的数据，然后再转发回来接收端。

Answer 3

网络层协议负责监督数据包从源计算机到目的地的传输。数据在传输之前会被分解为数据包或数据报，最长可达64 kb，带有目标IP地址标记，然后转发到网络网关。网关可以是用于互连网络的路由器。