TCP/IP 是一类协议系统,它是用于网络通信的一套协议集合

物理层

所谓的物理层,是指光纤、电缆或者电磁波等真实存在的物理媒介。这些媒介可以传送物理信号,比如亮度、电压或者振幅。对于数字应用来说,我们只需要两种物理信号来分别表示0和1,比如用高电压表示1,低电压表示0,就构成了简单的物理层协议

数据链路层

负责物理层面上的互联的、节点间的通信传输(例如一个以太网项链的2个节点之间的通信)

该层的作用包括:物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等

数据链路层,信息以帧(frame)为单位传输,帧代表一段有限的0/1序列。

数据链路层协议的功能就是识别0/1序列中所包含的帧。比如说,根据一定的0/1组合识别出帧的起始和结束

在帧中,有收信地址(Source, SRC)和送信地址(Destination, DST),以及能够探测错误的校验序列(Frame Check
Sequence)。当然,帧中最重要的是所要传输的数据 (payload),链路层协议不关心数据中包含什么。帧就像是一个信封,把数据包裹起来

以太网和WiFi是现在最常见的链路层协议。通过链路层协议,我们可以建立局域以太网或者WiFi局域网,并让位于同一局域网络中的两台计算机通信

数据链路层协议的代表包括:ARP、RARP、SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等 

网络层

如何让WiFi上的一台计算机和以太网上的另一台计算机通信呢?

我们需要一个“中间人”。这个“中间人”必须有以下功能:

1. 能从物理层上在两个网络上接收和发送0/1序列,

2. 能同时理解两种网络的帧格式

路由器(router)就是为此而产生的“中间人”。一个路由器有多个网卡(NIC),每个NIC可以接入多个网络,并理解相应的链路层协议。在帧经过路由到达另一个网络的时候,路由会读取帧的信息,改写后发送到另一个网络

WiFi上的计算机 -> 路由WiFi接口 ->  路由以太网接口 -> 以太网上的计算机

网络层协议的代表包括:IP、IPX、RIP、OSPF等 

传输层

上面的三层协议让不同的计算机之间可以通信。但计算机中实际上有许多个进程,每个进程都可能有通信的需求。如何让信息发送到指定进程?

传输层协议,比如TCP和UDP,使用端口号(port number)来识别收信人(某个进程)

包括的协议如下:

TCP:传输控制协议,传输效率低,可靠性强

UDP:用户数据报协议,适用于传输可靠性要求不高,数据量小的数据(比如QQ)

DCCP、SCTP、RTP、RSVP、PPTP等协议

 

应用层

通过上面的几层协议,我们已经可以在任意两个进程之间进行通信。不同进程可能来自不同的行业,不同行业的用语规范不尽相同,格式不同或者有加密的需求,应用层协议是对信息内容做进一步的用语规范

应用层的协议包括用于Web浏览的HTTP协议,用于传输文件的FTP协议,用于Email的IMAP等等

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