TCP/IP协议族介绍

一、TCP/IP协议族

        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)。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。而TCP/IP 则是互联网相关的各类协议族的总称

二、TCP/IP 的分层管理

        TCP/IP提供点对点的链接机制,将数据应该如何封装、定址、传输、路由以及在目的地如何接收,都加以标准化。它通常将软件通信过程抽象化为四个抽象层,采取协议堆栈的方式,分别实现出不同通信协议。协议套组下的各种协议,依其功能不同,被分别归属到这四个层次结构之中,常被视为是简化的七层OSI模型。

         TCP/IP 协议族按层次分别分为以下 4 层:应用层、传输层、网络层和数据链路层。

    

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三、TCP/IP分层介绍

1、链路层(又名数据链路层,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。

2、网络层(又名网络互连层)

        网络层用来处理在网络上流动的数据包。数据包是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。               

3、传输层

        传输层对上层应用层,提供处于网络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)。

        TCP是一个传输控制协议,它为两台主机提供了可靠性的数据通信,它所做的工作包括把应用程序交给它的数据进行合适的分块交给下层的网络层,确认接收到的分组,设置发送最后确认分组的超时时钟等。

        UDP是用户数据报协议,它为应用层提供了简单的服务,它只是把称作数据报的分组从一台主机发送到另外一台主机,并不保证该数据报能到达另外一端。

4、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 rotocol,文件传输协议)和 DNS(Domain Name System,域名系统)服务就是其中两类。

        这里只是简单介绍一下这四个层,详细的介绍可参考https://www.cnblogs.com/onepixel/p/7092302.html

四、TCP/IP 通信传输流

        可以通过下图大概了解一下TCP/IP协议的数据流:

                

        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 举例来说明,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)把从应用层处收到的数据(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。

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