概述 - 简书

OSI参考模型

OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互联。一般都叫OSI参考模型，是ISO组织在1985年研究的网络互联模型。该体系结构标准定义了网络互联的七层框架（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层），即OSI开放系统互连参考模型。

OSI参考模型

TCP/IP协议族的四层架构

TCP/IP协议族的四层架构

链路层：

有时也称作数据链路层或网络接口层，通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机
中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。

网络层：

有时也称作互联网层，处理分组在网络中的活动，例如分组的选路。在T C P / I P协议族中，网络层协议包括 I P协议（网际协议），I C M P协议（I n t e r n e t互联网控制报文协议），以及I G M P协议（I n t e r n e t组管理协议）。

运输层：

运输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在 T C P / I P协议族中，有两个
互不相同的传输协议：T C P（传输控制协议）和U D P（用户数据报协议）。
T C P：为两台主机提供高可靠性的数据通信。它所做的工作包括把应用程序交给它的数据分成合适的小块交给下面的网络层，确认接收到的分组，设置发送最后确认分组的超时时钟等。由于运输层提供了高可靠性的端到端的通信，因此应用层可以忽略所有这些细节。
U D P：则为应用层提供一种非常简单的服务。它只是把称作数据报的分组
从一台主机发送到另一台主机，但并不保证该数据报能到达另一端。任何必需的可靠性必须由应用层来提供。

应用层：

应用层负责处理特定的应用程序细

假设在一个局域网（ L A N）如以太网中有两台主机，二者都运行 F T P协议，图1 - 2列出了
该过程所涉及到的所有协议。

局域网上运行FTP的两台主机.png

互联网的地址

互联网上的每个接口必须有一个唯一的 I n t e r n e t地址（也称作 I P地址）。I P地址长32 bit。
I n t e r n e t 地址并不采用平面形式的地址空间，如 1、2、3等。I P地址具有一定的结构，五类不同的互联网地址格式如图

internet的五类地址

这些3 2位的地址通常写成四个十进制的数，其中每个整数对应一个字节。这种表示方法称作“点分十进制表示法（Dotted decimal notation）”。

多接口主机具有多个 I P地址，其中每个接口都对应一个 I P地址。
由于互联网上的每个接口必须有一个唯一的 I P地址，因此必须要有一个管理机构为接入互联网的网络分配I P地址。这个管理机构就是互联网络信息中心（ Internet Network Information C e n t r e），称作I n t e r N I C。I n t e r N I C只分配网络号。主机号的分配由系统管理员来负责。

有三类I P地址：单播地址（目的为单个主机）、广播地址（目的端为给定网络上的所有主机）以及多播地址（目的端为同一组内的所有主机）。

域名系统

域名系统（ D N S）是一个分布的数据库，由它来提供 I P地址和
主机名之间的映射信息

封装

当应用程序用 T C P传送数据时，数据被送入协议栈中，然后逐个通过每一层直到被当作一串比特流送入网络。其中每一层对收到的数据都要增加一些首部信息（有时还要增加尾部信息），该过程如图

image.png

T C P传给I P的数据单元称作 T C P报文段或简称为 T C P段（T C P s e g m e n t）。I P传给网络接口层的数据单元称作 I P数据报(IP datagram)。通过以太网传输的比特流称作帧(Fr a m e )。
以太网数据帧的物理特性是其长度必须在 4 6～1 5 0 0字节之间

分用

当目的主机收到一个以太网数据帧时，数据就开始从协议栈中由底向上升，同时去掉各层协议加上的报文首部。每层协议盒都要去检查报文首部中的协议标识，以确定接收数据的上层协议。这个过程称作分用（ D e m u l t i p l e x i n g）

客户-服务器模型

大部分网络应用程序在编写时都假设一端是客户，另一端是服务器，其目的是为了让服务器为客户提供一些特定的服务。

可以将这种服务分为两种类型：重复型或并发型。
重复型服务器通过以下步骤进行交互：

等待一个客户请求的到来。
处理客户请求。
发送响应给发送请求的客户。
返回I 1步。

并发型服务器采用以下步骤：

等待一个客户请求的到来。
启动一个新的服务器来处理这个客户的请求。在这期间可能生成一个新的进程、任务或线程，并依赖底层操作系统的支持。这个步骤如何进行取决于操作系统。生成的新服务器对客户的全部请求进行处理。处理结束后，终止这个新服务器。
返回C 1步。

一般来说， T C P服务器是并发的，而 U D P服务器是重复的，但也存在一些例外。

端口号

T C P和U D P采用16 bit的端口号来识别应用程序

应用编程接口

使用T C P / I P协议的应用程序通常采用两种应用编程接口（ A P I）：s o c k e t和T L I（运输层接口：Transport Layer Interface）。