通俗易懂网络协议（TCP/IP概述）
|
TCP/IP协议族是层层封装的，从应用层到链路层，每经过一层都要添加一些额外信息(首、尾部)。
更准确的说，在IP和链路层传输的数据单元叫分组(Packet)，分组既可以是一个IP datagram也可以是IP datagram的一个分片(fragment)。 UDP的封装跟TCP略有不同，主要体现在经过传输层(UDP)之后添加的是8字节UDP首部，产生UDP datagram。 封装过程中，经过TCP/UDP层的时候，会把端口号添加到TCP/UDP首部;经过IP层的时候，会把协议类型(TCP or UDP or ICMP or IGMP)添加到IP首部;经过链路层的时候，会把帧类型(IP or ARP or RARP)添加到以太网首部。这些信息将被用于接收端的处理。 接收端收到数据后，要执行跟发送端相反的解封操作，我们可以把发送端的数据封装比喻成洗澡后一层层穿衣服，而接收端的操作，类似洗澡前一层层脱衣服，把首尾部剥离，获取传递的原始数据。 因为网络上的主机有不同字节序，现在要通过网络传输，便需要约定统一的网络字节序(大端序)，采用小端序的主机在网络传输数据的时候要转为大端序。 地址 互联网上每个接口都有一个唯一的网络地址，也叫IP地址，IP地址有IPv4和IPv6两个版本，IPv4是32位4字节的整数，每个字节(8bit)的取值范围是0~255，所以可以把4字节的IPv4用四个点分隔的byte值表示，比如140.252.13.88，每个十进制数值对应32位整数中的每个字节，这种表示法叫点分十进制表示法，很显然，点分十进制法和int32两种表示法之间很容易相互转换。 IPv4地址划分为ABCDE五类，32位地址表示的数值空间有限，难以为互联网上的所有联网设备分配独立的IP地址，所以便存在动态分配、共享、公网+内网地址转化(NAT)等问题，本质上是为了解决IP地址不够用的问题。 IPv6使用128bit，2的128次方就非常大了，号称可以为地球上每粒沙子分配一个ip地址。 IP数据报(网络层)用IP地址、而以太网帧(链路层)则是用硬件(48位Mac)地址，ARP和RARP用于IP地址和硬件地址之间做映射(转换)。 端口 TCP/UDP采用16位端口号来识别(区分)应用，比如主机A向主机B发送了一个IP报，主机B的内核收到该IP报之后，应该交给哪个应用程序去处理呢?端口号就是用来干这个的，内核会维护端口号到应用程序之间的对应关系。 比较常用的应用层协议有约定的端口号，也就是知名端口号，而1024~5000之间的端口号是分配给TCP/IP临时用的，而大于5000的另做他用。也就是说，你用TCP方式去连网络服务器，本地为该socket分配的端口号会在1024~5000之间，这取决于操作系统的端口分配策略。 域名系统 域名系统(DNS)提供主机名字和IP地址之间的转换，比如www.baidu.com是一个域名，应用程序可以通过一个标准库函数(gethostbyname)来获得给定名字主机的IP地址，标准库函数(gethostbyaddr)实现逆操作。 ip地址是一串数字，含义不清、也不便于记忆，主机名含义更清晰，www.baidu.com你就很容易记住，这也是为什么存在IP地址还需要主机名的原因。 分用 接收端接收到以太网数据帧(Frame)之后，需要像剥洋葱一样，从协议栈由底向上升，即遵照链路层->网络层->传输层->应用层的顺序，去掉各层协议添加的首尾部，将数据取出，交给最上层应用程序，这个过程叫Demultiplexing，尊从书本的翻译叫分用。
回顾前面封装的描述，在传输层、网络层、链路层，分别将端口号存入TCP/IP首部，将协议类型存入IP首部，将帧类型存入以太网帧首部。所以在接收端，将一层层拆掉首部，取出对应信息，然后做分派，丢给不同模块处理，上图就是整个处理过程。 小结 本文讲了地址、域名、端口、TCP/IP分层模型、封装、分用等概念。 你最好能记住TCP/IP链路层->网络层->传输层->应用层的四层划分。 TCP segment、UDP datagram、IP datagram、IP fragment、以太网frame、以及IP层和链路层之间传输的数据单元packet，这些概念你最好分清楚，这样交谈的时候会显得比较专业而不是很土。 数据封装，多看几遍你便能记住了。
（编辑：威海站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
