标签:一点 链路层 com 数据报 语言 之间 信息 过多 关联
计算机与网络设备要相互通信,双方就必须基于相同的方法。比如,如何探测到通信目标、由哪一边先发起通信、使用哪种语言进行通信、怎样结束通信等规则都需要事先确定。不同的硬件、操作系统之间的通信,所有的这一切都需要一种规则。而我们就把这种规则称为协议(protocol)。
如图:TCP/IP是互联网相关的各类协议族的总称。
协议中存在各式各样的内容。从电缆的规格到IP地址的选定方法、寻找异地用户的方法、双方建立通信的顺序,以及Web页面显示需要处理的步骤,等等。
像这样把与互联网相关联的协议集合起来总称为TCP/IP。也有说法认为,TCP/IP是指TCP和IP这两种协议。还有一种说法认为,TCP/IP是在IP协议的通信过程中,使用到的协议族的统称。
TCP/IP协议族里重要的一点就是分层。TCP/IP协议族按层分别分为以下4层:应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。(也有分为7层的,但是大家通常是分为5层)
我本科学的“电子信息科学与技术”是工作在物理层和数据链路层的。
程序员是工作在应用层的(略带一点传输层)。
把TCP/IP层次化是有好处的。比如,如果互联网只由一个协议统筹,某个地方需要改变设计时,就必须把所有部分整体替换掉。而分层之后只需要把变动的层替换掉即可。把各层之间的接口部分规划好之后,每个层次内部的设计就能够自由改动了。
值得一提的是,层次化之后,设计也变得相对简单了。处于应用层上的应用可以只考虑分派给自己的任务,而不需要弄清对方在地球哪个地方、对方的传输路线时怎样的、是否能确保传输送达等问题。
简单介绍一下各层的作用:
1、应用层
应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动。
TCP/IP协议族内预存了各类通用的应用服务。比如,FTP(File Transfer Protocol,文件传输协议)和DNS(Domain Name System,域名系统)服务就是其中两类。
HTTP协议也处于该层。
2、传输层
传输层对上层应用层,提供处于网路连接中的两台计算机之间的数据传输。
在传输层有两个性质不同的协议:TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)和UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)。
3、网络层(又称网络互连层)
网络层用来处理在网络上流动的数据包。数据包时网络传输的最小数据单位。该层规定了通过怎样的路径(所谓的传输路线)到达对方计算机,并把数据包传送给对方。
与对方计算机之间通过多台计算机或网络设备进行传输时,网络层所起的作用就是在众多的选项内选择一条传输路线。
4、数据链路层(又称链路层,网络接口层)
用来处理连接网络的硬件部分。包括控制操作系统、硬件的设备驱动、NIC(Network Interface Card,网络适配器,即网卡),及光纤等物理可见部分(还包括连接器等一切传输媒介)。硬件上的范畴均在链路层的作用范围之内。
5、物理层
基于电器特性发送高低电压,其实电路方面的就是属于物理层的。
利用TCP/IP协议族进行网络通信时,会通过分层顺序与对方进行通信。发送端从应用层往下走,接收端则往应用层往上走。
用HTTP举例说明,首先作为发送端的客户端在应用层(HTTP协议)发出一个想看某个Web页面的HTTP请求。
接着,为了传输方便,在传输层(TCP协议)把从应用层那里收到的数据(HTTP请求报文)进行分割,并在各个报文上打上标记序号及端口序号后转发给网络层。
在网络层(IP协议),增加作为通信目的地的MAC地址后转发给链路层。这样一来,发往网络的通信请求就准备齐全了。
接收端的服务器在链路层接收到数据,按顺序往上层发送,一直到应用层。当传输到应用层,才能算真正接收到由客户端发送过来的HTTP请求。
发送端在层与层之间传输数据时,每经过一层时必定会在报文上加上一个该层所属的首部信息。反之,接收端在层与层传输数据时,每经过一层时会把对应的首部消去,即一层一层的拆包,每一层只拆自己层的首部信息。
这种把数据信息包装起来的做法称为封装。
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