我們每天使用互聯(lián)網(wǎng)废境，你是否想過(guò)畜挨，它是如何實(shí)現(xiàn)的？

全世界幾十億臺(tái)電腦噩凹，連接在一起巴元，兩兩通信。上海的某一塊網(wǎng)卡送出信號(hào)驮宴，洛杉磯的另一塊網(wǎng)卡居然就收到了逮刨，兩者實(shí)際上根本不知道對(duì)方的物理位置，你不覺(jué)得這是很神奇的事情嗎堵泽？

互聯(lián)網(wǎng)的核心是一系列協(xié)議修己，總稱(chēng)為"互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議"（Internet Protocol Suite）。它們對(duì)電腦如何連接和組網(wǎng)迎罗，做出了詳盡的規(guī)定睬愤。理解了這些協(xié)議，就理解了互聯(lián)網(wǎng)的原理纹安。

下面就是我的學(xué)習(xí)筆記尤辱。因?yàn)檫@些協(xié)議實(shí)在太復(fù)雜砂豌、太龐大，我想整理一個(gè)簡(jiǎn)潔的框架光督，幫助自己從總體上把握它們阳距。為了保證簡(jiǎn)單易懂，我做了大量的簡(jiǎn)化结借，有些地方并不全面和精確筐摘，但是應(yīng)該能夠說(shuō)清楚互聯(lián)網(wǎng)的原理。

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互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議入門(mén)

作者：阮一峰

一船老、概述

1.1 五層模型

互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)咖熟，分成好幾層。每一層都有自己的功能努隙，就像建筑物一樣球恤，每一層都靠下一層支持。

用戶(hù)接觸到的荸镊，只是最上面的一層，根本沒(méi)有感覺(jué)到下面的層堪置。要理解互聯(lián)網(wǎng)躬存，必須從最下層開(kāi)始，自下而上理解每一層的功能舀锨。

如何分層有不同的模型岭洲，有的模型分七層，有的分四層坎匿。我覺(jué)得盾剩，把互聯(lián)網(wǎng)分成五層，比較容易解釋替蔬。

如上圖所示告私，最底下的一層叫做"實(shí)體層"（Physical Layer），最上面的一層叫做"應(yīng)用層"（Application Layer）承桥，中間的三層（自下而上）分別是"鏈接層"（Link Layer）驻粟、"網(wǎng)絡(luò)層"（Network Layer）和"傳輸層"（Transport Layer）。越下面的層凶异，越靠近硬件蜀撑；越上面的層，越靠近用戶(hù)剩彬。

它們叫什么名字酷麦，其實(shí)并不重要。只需要知道喉恋，互聯(lián)網(wǎng)分成若干層就可以了沃饶。

1.2 層與協(xié)議

每一層都是為了完成一種功能粪摘。為了實(shí)現(xiàn)這些功能，就需要大家都遵守共同的規(guī)則绍坝。

大家都遵守的規(guī)則徘意，就叫做"協(xié)議"（protocol）。

互聯(lián)網(wǎng)的每一層轩褐，都定義了很多協(xié)議椎咧。這些協(xié)議的總稱(chēng)，就叫做"互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議"（Internet Protocol Suite）把介。它們是互聯(lián)網(wǎng)的核心勤讽，下面介紹每一層的功能，主要就是介紹每一層的主要協(xié)議拗踢。

二脚牍、實(shí)體層

我們從最底下的一層開(kāi)始。

電腦要組網(wǎng)巢墅，第一件事要干什么诸狭？當(dāng)然是先把電腦連起來(lái)，可以用光纜君纫、電纜驯遇、雙絞線、無(wú)線電波等方式蓄髓。

這就叫做"實(shí)體層"叉庐，它就是把電腦連接起來(lái)的物理手段。它主要規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)的一些電氣特性会喝，作用是負(fù)責(zé)傳送0和1的電信號(hào)陡叠。

三、鏈接層

3.1 定義

單純的0和1沒(méi)有任何意義肢执，必須規(guī)定解讀方式：多少個(gè)電信號(hào)算一組枉阵？每個(gè)信號(hào)位有何意義？

這就是"鏈接層"的功能蔚万，它在"實(shí)體層"的上方岭妖，確定了0和1的分組方式。

3.2 以太網(wǎng)協(xié)議

早期的時(shí)候反璃，每家公司都有自己的電信號(hào)分組方式昵慌。逐漸地，一種叫做"以太網(wǎng)"（Ethernet）的協(xié)議淮蜈，占據(jù)了主導(dǎo)地位斋攀。

以太網(wǎng)規(guī)定，一組電信號(hào)構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)包梧田，叫做"幀"（Frame）淳蔼。每一幀分成兩個(gè)部分：標(biāo)頭（Head）和數(shù)據(jù)（Data）侧蘸。

"標(biāo)頭"包含數(shù)據(jù)包的一些說(shuō)明項(xiàng)，比如發(fā)送者鹉梨、接受者讳癌、數(shù)據(jù)類(lèi)型等等；"數(shù)據(jù)"則是數(shù)據(jù)包的具體內(nèi)容存皂。

"標(biāo)頭"的長(zhǎng)度晌坤，固定為18字節(jié)。"數(shù)據(jù)"的長(zhǎng)度旦袋，最短為46字節(jié)骤菠，最長(zhǎng)為1500字節(jié)。因此疤孕，整個(gè)"幀"最短為64字節(jié)商乎，最長(zhǎng)為1518字節(jié)。如果數(shù)據(jù)很長(zhǎng)祭阀，就必須分割成多個(gè)幀進(jìn)行發(fā)送鹉戚。

3.3 MAC地址

上面提到，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的"標(biāo)頭"柬讨，包含了發(fā)送者和接受者的信息崩瓤。那么，發(fā)送者和接受者是如何標(biāo)識(shí)呢踩官？

以太網(wǎng)規(guī)定，連入網(wǎng)絡(luò)的所有設(shè)備境输，都必須具有"網(wǎng)卡"接口蔗牡。數(shù)據(jù)包必須是從一塊網(wǎng)卡，傳送到另一塊網(wǎng)卡嗅剖。網(wǎng)卡的地址辩越，就是數(shù)據(jù)包的發(fā)送地址和接收地址，這叫做MAC地址信粮。

每塊網(wǎng)卡出廠的時(shí)候黔攒，都有一個(gè)全世界獨(dú)一無(wú)二的MAC地址，長(zhǎng)度是48個(gè)二進(jìn)制位强缘，通常用12個(gè)十六進(jìn)制數(shù)表示督惰。

前6個(gè)十六進(jìn)制數(shù)是廠商編號(hào)，后6個(gè)是該廠商的網(wǎng)卡流水號(hào)旅掂。有了MAC地址赏胚，就可以定位網(wǎng)卡和數(shù)據(jù)包的路徑了。

3.4 廣播

定義地址只是第一步商虐，后面還有更多的步驟觉阅。

首先崖疤，一塊網(wǎng)卡怎么會(huì)知道另一塊網(wǎng)卡的MAC地址？

回答是有一種ARP協(xié)議典勇，可以解決這個(gè)問(wèn)題劫哼。這個(gè)留到后面介紹，這里只需要知道割笙，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包必須知道接收方的MAC地址权烧，然后才能發(fā)送。

其次咳蔚，就算有了MAC地址豪嚎，系統(tǒng)怎樣才能把數(shù)據(jù)包準(zhǔn)確送到接收方？

回答是以太網(wǎng)采用了一種很"原始"的方式谈火，它不是把數(shù)據(jù)包準(zhǔn)確送到接收方侈询，而是向本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有計(jì)算機(jī)發(fā)送，讓每臺(tái)計(jì)算機(jī)自己判斷糯耍，是否為接收方扔字。

上圖中，1號(hào)計(jì)算機(jī)向2號(hào)計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包温技，同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的3號(hào)革为、4號(hào)、5號(hào)計(jì)算機(jī)都會(huì)收到這個(gè)包舵鳞。它們讀取這個(gè)包的"標(biāo)頭"震檩，找到接收方的MAC地址，然后與自身的MAC地址相比較蜓堕，如果兩者相同抛虏，就接受這個(gè)包，做進(jìn)一步處理套才，否則就丟棄這個(gè)包迂猴。這種發(fā)送方式就叫做"廣播"（broadcasting）。

有了數(shù)據(jù)包的定義背伴、網(wǎng)卡的MAC地址沸毁、廣播的發(fā)送方式，"鏈接層"就可以在多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)了傻寂。

四息尺、網(wǎng)絡(luò)層

4.1 網(wǎng)絡(luò)層的由來(lái)

以太網(wǎng)協(xié)議，依靠MAC地址發(fā)送數(shù)據(jù)崎逃。理論上掷倔，單單依靠MAC地址，上海的網(wǎng)卡就可以找到洛杉磯的網(wǎng)卡了个绍，技術(shù)上是可以實(shí)現(xiàn)的勒葱。

但是浪汪，這樣做有一個(gè)重大的缺點(diǎn)。以太網(wǎng)采用廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)包凛虽，所有成員人手一"包"死遭，不僅效率低，而且局限在發(fā)送者所在的子網(wǎng)絡(luò)凯旋。也就是說(shuō)呀潭，如果兩臺(tái)計(jì)算機(jī)不在同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，廣播是傳不過(guò)去的至非。這種設(shè)計(jì)是合理的钠署，否則互聯(lián)網(wǎng)上每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都會(huì)收到所有包，那會(huì)引起災(zāi)難荒椭。

互聯(lián)網(wǎng)是無(wú)數(shù)子網(wǎng)絡(luò)共同組成的一個(gè)巨型網(wǎng)絡(luò)谐鼎，很像想象上海和洛杉磯的電腦會(huì)在同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，這幾乎是不可能的趣惠。

因此狸棍，必須找到一種方法，能夠區(qū)分哪些MAC地址屬于同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)味悄，哪些不是草戈。如果是同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，就采用廣播方式發(fā)送侍瑟，否則就采用"路由"方式發(fā)送唐片。（"路由"的意思，就是指如何向不同的子網(wǎng)絡(luò)分發(fā)數(shù)據(jù)包涨颜，這是一個(gè)很大的主題牵触，本文不涉及。）遺憾的是咐低，MAC地址本身無(wú)法做到這一點(diǎn)。它只與廠商有關(guān)袜腥，與所處網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)见擦。

這就導(dǎo)致了"網(wǎng)絡(luò)層"的誕生。它的作用是引進(jìn)一套新的地址羹令，使得我們能夠區(qū)分不同的計(jì)算機(jī)是否屬于同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)鲤屡。這套地址就叫做"網(wǎng)絡(luò)地址"，簡(jiǎn)稱(chēng)"網(wǎng)址"福侈。

于是酒来，"網(wǎng)絡(luò)層"出現(xiàn)以后，每臺(tái)計(jì)算機(jī)有了兩種地址肪凛，一種是MAC地址堰汉，另一種是網(wǎng)絡(luò)地址辽社。兩種地址之間沒(méi)有任何聯(lián)系，MAC地址是綁定在網(wǎng)卡上的翘鸭，網(wǎng)絡(luò)地址則是管理員分配的滴铅，它們只是隨機(jī)組合在一起。

網(wǎng)絡(luò)地址幫助我們確定計(jì)算機(jī)所在的子網(wǎng)絡(luò)就乓，MAC地址則將數(shù)據(jù)包送到該子網(wǎng)絡(luò)中的目標(biāo)網(wǎng)卡。因此，從邏輯上可以推斷霜定，必定是先處理網(wǎng)絡(luò)地址巡球，然后再處理MAC地址。

4.2 IP協(xié)議

規(guī)定網(wǎng)絡(luò)地址的協(xié)議邦投，叫做IP協(xié)議伤锚。它所定義的地址，就被稱(chēng)為IP地址尼摹。

目前见芹，廣泛采用的是IP協(xié)議第四版，簡(jiǎn)稱(chēng)IPv4蠢涝。這個(gè)版本規(guī)定玄呛，網(wǎng)絡(luò)地址由32個(gè)二進(jìn)制位組成。

習(xí)慣上和二，我們用分成四段的十進(jìn)制數(shù)表示IP地址徘铝，從0.0.0.0一直到255.255.255.255。

互聯(lián)網(wǎng)上的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)惯吕，都會(huì)分配到一個(gè)IP地址惕它。這個(gè)地址分成兩個(gè)部分，前一部分代表網(wǎng)絡(luò)废登，后一部分代表主機(jī)淹魄。比如，IP地址172.16.254.1堡距，這是一個(gè)32位的地址甲锡，假定它的網(wǎng)絡(luò)部分是前24位（172.16.254），那么主機(jī)部分就是后8位（最后的那個(gè)1）羽戒。處于同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的電腦缤沦，它們IP地址的網(wǎng)絡(luò)部分必定是相同的，也就是說(shuō)172.16.254.2應(yīng)該與172.16.254.1處在同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)易稠。

但是缸废，問(wèn)題在于單單從IP地址，我們無(wú)法判斷網(wǎng)絡(luò)部分。還是以172.16.254.1為例企量，它的網(wǎng)絡(luò)部分测萎，到底是前24位，還是前16位梁钾，甚至前28位绳泉，從IP地址上是看不出來(lái)的。

那么姆泻，怎樣才能從IP地址零酪，判斷兩臺(tái)計(jì)算機(jī)是否屬于同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)呢？這就要用到另一個(gè)參數(shù)"子網(wǎng)掩碼"（subnet mask）拇勃。

所謂"子網(wǎng)掩碼"四苇，就是表示子網(wǎng)絡(luò)特征的一個(gè)參數(shù)。它在形式上等同于IP地址方咆，也是一個(gè)32位二進(jìn)制數(shù)字月腋，它的網(wǎng)絡(luò)部分全部為1，主機(jī)部分全部為0瓣赂。比如榆骚，IP地址172.16.254.1，如果已知網(wǎng)絡(luò)部分是前24位煌集，主機(jī)部分是后8位妓肢，那么子網(wǎng)絡(luò)掩碼就是11111111.11111111.11111111.00000000，寫(xiě)成十進(jìn)制就是255.255.255.0苫纤。

知道"子網(wǎng)掩碼"碉钠，我們就能判斷，任意兩個(gè)IP地址是否處在同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)卷拘。方法是將兩個(gè)IP地址與子網(wǎng)掩碼分別進(jìn)行AND運(yùn)算（兩個(gè)數(shù)位都為1喊废，運(yùn)算結(jié)果為1，否則為0）栗弟，然后比較結(jié)果是否相同污筷，如果是的話，就表明它們?cè)谕粋€(gè)子網(wǎng)絡(luò)中乍赫，否則就不是颓屑。

比如，已知IP地址172.16.254.1和172.16.254.233的子網(wǎng)掩碼都是255.255.255.0耿焊，請(qǐng)問(wèn)它們是否在同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)？?jī)烧吲c子網(wǎng)掩碼分別進(jìn)行AND運(yùn)算遍搞，結(jié)果都是172.16.254.0罗侯，因此它們?cè)谕粋€(gè)子網(wǎng)絡(luò)。

總結(jié)一下溪猿，IP協(xié)議的作用主要有兩個(gè)钩杰，一個(gè)是為每一臺(tái)計(jì)算機(jī)分配IP地址纫塌，另一個(gè)是確定哪些地址在同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)。

4.3 IP數(shù)據(jù)包

根據(jù)IP協(xié)議發(fā)送的數(shù)據(jù)讲弄，就叫做IP數(shù)據(jù)包措左。不難想象，其中必定包括IP地址信息避除。

但是前面說(shuō)過(guò)怎披，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包只包含MAC地址，并沒(méi)有IP地址的欄位瓶摆。那么是否需要修改數(shù)據(jù)定義凉逛，再添加一個(gè)欄位呢？

回答是不需要群井，我們可以把IP數(shù)據(jù)包直接放進(jìn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的"數(shù)據(jù)"部分状飞，因此完全不用修改以太網(wǎng)的規(guī)格。這就是互聯(lián)網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)的好處：上層的變動(dòng)完全不涉及下層的結(jié)構(gòu)书斜。

具體來(lái)說(shuō)诬辈，IP數(shù)據(jù)包也分為"標(biāo)頭"和"數(shù)據(jù)"兩個(gè)部分。

"標(biāo)頭"部分主要包括版本荐吉、長(zhǎng)度焙糟、IP地址等信息，"數(shù)據(jù)"部分則是IP數(shù)據(jù)包的具體內(nèi)容稍坯。它放進(jìn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包后酬荞，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包就變成了下面這樣。

IP數(shù)據(jù)包的"標(biāo)頭"部分的長(zhǎng)度為20到60字節(jié)瞧哟，整個(gè)數(shù)據(jù)包的總長(zhǎng)度最大為65,535字節(jié)混巧。因此，理論上勤揩，一個(gè)IP數(shù)據(jù)包的"數(shù)據(jù)"部分咧党，最長(zhǎng)為65,515字節(jié)。前面說(shuō)過(guò)陨亡，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的"數(shù)據(jù)"部分傍衡，最長(zhǎng)只有1500字節(jié)。因此负蠕，如果IP數(shù)據(jù)包超過(guò)了1500字節(jié)蛙埂，它就需要分割成幾個(gè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，分開(kāi)發(fā)送了遮糖。

4.4 ARP協(xié)議

關(guān)于"網(wǎng)絡(luò)層"绣的，還有最后一點(diǎn)需要說(shuō)明。

因?yàn)镮P數(shù)據(jù)包是放在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包里發(fā)送的，所以我們必須同時(shí)知道兩個(gè)地址屡江，一個(gè)是對(duì)方的MAC地址芭概，另一個(gè)是對(duì)方的IP地址。通常情況下惩嘉，對(duì)方的IP地址是已知的（后文會(huì)解釋?zhuān)┌罩蓿俏覀儾恢浪腗AC地址。

所以文黎，我們需要一種機(jī)制惹苗，能夠從IP地址得到MAC地址。

這里又可以分成兩種情況臊诊。第一種情況鸽粉，如果兩臺(tái)主機(jī)不在同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，那么事實(shí)上沒(méi)有辦法得到對(duì)方的MAC地址抓艳，只能把數(shù)據(jù)包傳送到兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)連接處的"網(wǎng)關(guān)"（gateway）触机，讓網(wǎng)關(guān)去處理。

第二種情況玷或，如果兩臺(tái)主機(jī)在同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)儡首，那么我們可以用ARP協(xié)議，得到對(duì)方的MAC地址偏友。ARP協(xié)議也是發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)包（包含在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包中）蔬胯，其中包含它所要查詢(xún)主機(jī)的IP地址，在對(duì)方的MAC地址這一欄位他，填的是FF:FF:FF:FF:FF:FF氛濒，表示這是一個(gè)"廣播"地址。它所在子網(wǎng)絡(luò)的每一臺(tái)主機(jī)鹅髓，都會(huì)收到這個(gè)數(shù)據(jù)包舞竿，從中取出IP地址，與自身的IP地址進(jìn)行比較窿冯。如果兩者相同骗奖，都做出回復(fù)，向?qū)Ψ綀?bào)告自己的MAC地址醒串，否則就丟棄這個(gè)包执桌。

總之，有了ARP協(xié)議之后芜赌，我們就可以得到同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)MAC地址仰挣，可以把數(shù)據(jù)包發(fā)送到任意一臺(tái)主機(jī)之上了。

五缠沈、傳輸層

5.1 傳輸層的由來(lái)

有了MAC地址和IP地址椎木，我們已經(jīng)可以在互聯(lián)網(wǎng)上任意兩臺(tái)主機(jī)上建立通信违柏。

接下來(lái)的問(wèn)題是，同一臺(tái)主機(jī)上有許多程序都需要用到網(wǎng)絡(luò)香椎，比如，你一邊瀏覽網(wǎng)頁(yè)禽篱，一邊與朋友在線聊天畜伐。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包從互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)來(lái)的時(shí)候，你怎么知道躺率，它是表示網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容玛界，還是表示在線聊天的內(nèi)容？

也就是說(shuō)悼吱，我們還需要一個(gè)參數(shù)慎框，表示這個(gè)數(shù)據(jù)包到底供哪個(gè)程序（進(jìn)程）使用。這個(gè)參數(shù)就叫做"端口"（port）后添，它其實(shí)是每一個(gè)使用網(wǎng)卡的程序的編號(hào)笨枯。每個(gè)數(shù)據(jù)包都發(fā)到主機(jī)的特定端口，所以不同的程序就能取到自己所需要的數(shù)據(jù)遇西。

"端口"是0到65535之間的一個(gè)整數(shù)馅精，正好16個(gè)二進(jìn)制位。0到1023的端口被系統(tǒng)占用粱檀，用戶(hù)只能選用大于1023的端口洲敢。不管是瀏覽網(wǎng)頁(yè)還是在線聊天，應(yīng)用程序會(huì)隨機(jī)選用一個(gè)端口茄蚯，然后與服務(wù)器的相應(yīng)端口聯(lián)系压彭。

"傳輸層"的功能，就是建立"端口到端口"的通信渗常。相比之下壮不，"網(wǎng)絡(luò)層"的功能是建立"主機(jī)到主機(jī)"的通信。只要確定主機(jī)和端口凳谦，我們就能實(shí)現(xiàn)程序之間的交流忆畅。因此，Unix系統(tǒng)就把主機(jī)+端口尸执，叫做"套接字"（socket）家凯。有了它，就可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)了如失。

5.2 UDP協(xié)議

現(xiàn)在绊诲，我們必須在數(shù)據(jù)包中加入端口信息，這就需要新的協(xié)議褪贵。最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)叫做UDP協(xié)議掂之，它的格式幾乎就是在數(shù)據(jù)前面抗俄，加上端口號(hào)。

UDP數(shù)據(jù)包世舰，也是由"標(biāo)頭"和"數(shù)據(jù)"兩部分組成动雹。

"標(biāo)頭"部分主要定義了發(fā)出端口和接收端口，"數(shù)據(jù)"部分就是具體的內(nèi)容跟压。然后胰蝠，把整個(gè)UDP數(shù)據(jù)包放入IP數(shù)據(jù)包的"數(shù)據(jù)"部分，而前面說(shuō)過(guò)震蒋，IP數(shù)據(jù)包又是放在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包之中的茸塞，所以整個(gè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包現(xiàn)在變成了下面這樣：

UDP數(shù)據(jù)包非常簡(jiǎn)單，"標(biāo)頭"部分一共只有8個(gè)字節(jié)查剖，總長(zhǎng)度不超過(guò)65,535字節(jié)钾虐，正好放進(jìn)一個(gè)IP數(shù)據(jù)包。

5.3 TCP協(xié)議

UDP協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)是比較簡(jiǎn)單笋庄，容易實(shí)現(xiàn)效扫，但是缺點(diǎn)是可靠性較差，一旦數(shù)據(jù)包發(fā)出无切，無(wú)法知道對(duì)方是否收到荡短。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性哆键，TCP協(xié)議就誕生了掘托。這個(gè)協(xié)議非常復(fù)雜，但可以近似認(rèn)為籍嘹，它就是有確認(rèn)機(jī)制的UDP協(xié)議闪盔，每發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)包都要求確認(rèn)。如果有一個(gè)數(shù)據(jù)包遺失辱士，就收不到確認(rèn)泪掀，發(fā)出方就知道有必要重發(fā)這個(gè)數(shù)據(jù)包了。

因此颂碘，TCP協(xié)議能夠確保數(shù)據(jù)不會(huì)遺失异赫。它的缺點(diǎn)是過(guò)程復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)困難头岔、消耗較多的資源塔拳。

TCP數(shù)據(jù)包和UDP數(shù)據(jù)包一樣，都是內(nèi)嵌在IP數(shù)據(jù)包的"數(shù)據(jù)"部分峡竣。TCP數(shù)據(jù)包沒(méi)有長(zhǎng)度限制靠抑，理論上可以無(wú)限長(zhǎng)，但是為了保證網(wǎng)絡(luò)的效率适掰，通常TCP數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度不會(huì)超過(guò)IP數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度颂碧，以確保單個(gè)TCP數(shù)據(jù)包不必再分割荠列。

六、應(yīng)用層

應(yīng)用程序收到"傳輸層"的數(shù)據(jù)载城，接下來(lái)就要進(jìn)行解讀肌似。由于互聯(lián)網(wǎng)是開(kāi)放架構(gòu)，數(shù)據(jù)來(lái)源五花八門(mén)诉瓦，必須事先規(guī)定好格式锈嫩，否則根本無(wú)法解讀。

"應(yīng)用層"的作用垦搬，就是規(guī)定應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)格式。

舉例來(lái)說(shuō)艳汽，TCP協(xié)議可以為各種各樣的程序傳遞數(shù)據(jù)猴贰，比如Email、WWW河狐、FTP等等米绕。那么，必須有不同協(xié)議規(guī)定電子郵件馋艺、網(wǎng)頁(yè)栅干、FTP數(shù)據(jù)的格式，這些應(yīng)用程序協(xié)議就構(gòu)成了"應(yīng)用層"捐祠。

這是最高的一層碱鳞，直接面對(duì)用戶(hù)。它的數(shù)據(jù)就放在TCP數(shù)據(jù)包的"數(shù)據(jù)"部分踱蛀。因此窿给，現(xiàn)在的以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)包就變成下面這樣。

至此率拒，整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的五層結(jié)構(gòu)崩泡，自下而上全部講完了。這是從系統(tǒng)的角度猬膨，解釋互聯(lián)網(wǎng)是如何構(gòu)成的角撞。下一篇，我反過(guò)來(lái)勃痴，從用戶(hù)的角度谒所，自上而下看看這個(gè)結(jié)構(gòu)是如何發(fā)揮作用，完成一次網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的召耘。

（完）

注： 1. ?本文轉(zhuǎn)載自：http://www.ruanyifeng.com/blog/2012/05/internet_protocol_suite_part_i.html

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