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這篇文章我會(huì)首先介紹 「“為什么網(wǎng)絡(luò)要分層”,？」 ，隨后我會(huì)介紹 「“OSI 7 層模型”」 以及 「“ TCP/IP 4層模型 ”」,。我會(huì)詳細(xì)介紹目前廣泛使用的 「“ TCP/IP 4層模型 ”」 包括每一層做的事情以及相關(guān)的協(xié)議介紹,。 01 為什么網(wǎng)絡(luò)要分層？說(shuō)到分層,，我們先從我們平時(shí)使用框架開發(fā)一個(gè)后臺(tái)程序來(lái)說(shuō),，我們往往會(huì)按照每一層做不同的事情的原則將系統(tǒng)分為 三層（復(fù)雜的系統(tǒng)分層可能會(huì)更多）:
「復(fù)雜的系統(tǒng)需要分層，因?yàn)槊恳粚佣夹枰獙Ｗ⒂谝活愂虑?。我們的網(wǎng)絡(luò)分層的原因也是一樣,，每一層只專注于做一類事情?！?/p> 「為什么計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)要分層呢,？」 ,我們?cè)賮?lái)較為系統(tǒng)的說(shuō)一說(shuō)：
說(shuō)到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分層,，我想到了計(jì)算機(jī)世界非常非常有名的一句話,，這里分享一下：
大白：如果一層不夠那就加兩層吧！ 「為了更好地去了解網(wǎng)絡(luò)分層,，我們先來(lái)看一個(gè)雖然失敗,，但是卻提供了很多不錯(cuò)的理論基礎(chǔ)的OSI七層模型?！?/p> 02 OSI七層模型OSI七層模型的大體結(jié)構(gòu)以及每一層提供的功能如下,。「每一層都專注做一件事情,，并且每一層都需要使用下一層提供的功能比如傳輸層需要使用網(wǎng)絡(luò)層提供的路有和尋址功能,，這樣傳輸層才知道把數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥睦锶??！?/p>
「OSI的七層體系結(jié)構(gòu)概念清楚，理論也很完整,，但是它比較復(fù)雜而且不實(shí)用,，而且有些功能在多個(gè)層中重復(fù)出現(xiàn)?！?/p> 上面這種圖可能比較抽象,，再來(lái)一個(gè)比較生動(dòng)的圖片。下面這個(gè)圖片是我在國(guó)外的一個(gè)網(wǎng)站上看到的,，非常贊,！
在這里順帶提一下：「為什么最開始的時(shí)候一直被一些大公司甚至一些國(guó)家政府支持的OSI七層模型會(huì)失敗呢？」
03 TCP/IP 4層模型這是目前被廣泛采用的一種模型,我們可以將 TCP / IP 模型看作是 OSI 7層模型的精簡(jiǎn)版本,，由以下4層組成：
需要注意的是,，我們并不能將 TCP/IP4層模型 和OSI7層模型完全精確地匹配起來(lái)，不過可以簡(jiǎn)單將兩者對(duì)應(yīng)起來(lái),，如下圖所示：
04 TCP/IP 4層模型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議概覽
「應(yīng)用層協(xié)議」 :
「?jìng)鬏攲訁f(xié)議」 :
「網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議」 :
「網(wǎng)絡(luò)接口層」 :
應(yīng)用層（Application layer）應(yīng)用層的任務(wù)是通過應(yīng)用進(jìn)程間的交互來(lái)完成特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,，我們把應(yīng)用層交互的數(shù)據(jù)單元稱為報(bào)文,。「應(yīng)用層協(xié)議定義的是應(yīng)用進(jìn)程（進(jìn)程：主機(jī)中正在運(yùn)行的程序,比如微信,、QQ）間的通信和交互的規(guī)則,。對(duì)于不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需要不同的應(yīng)用層協(xié)議?！?nbsp;在互聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用層協(xié)議很多,，如域名系統(tǒng)DNS，支持Web應(yīng)用的HTTP協(xié)議,，支持電子郵件的SMTP協(xié)議等等,。 簡(jiǎn)單總結(jié)一下當(dāng)今使用的一些最常見的應(yīng)用層協(xié)議： HTTP:超文本傳輸協(xié)議「超文本傳輸協(xié)議（HTTP，HyperText Transfer Protocol)主要是為 Web 瀏覽器與 Web 服務(wù)器之間的通信而設(shè)計(jì)的,?！?/p> 當(dāng)我們使用瀏覽器瀏覽網(wǎng)頁(yè)的時(shí)候，我們網(wǎng)頁(yè)就是通過 HTTP 請(qǐng)求進(jìn)行加載的,，整個(gè)過程如下圖所示,。
「HTTP 協(xié)議是基于 TCP協(xié)議的」，發(fā)送 HTTP 請(qǐng)求之前首先要建立 TCP 連接也就是要經(jīng)歷 3 次握手,。目前使用的 HTTP 協(xié)議大部分都是 1.1,。在 1.1 的協(xié)議里面，默認(rèn)是開啟了 Keep-Alive 的，這樣的話建立的連接就可以在多次請(qǐng)求中被復(fù)用了,。 另外,， 「HTTP 協(xié)議是”無(wú)狀態(tài)”的協(xié)議，它無(wú)法記錄客戶端用戶的狀態(tài)」 一般我們都是通過 Session 來(lái)記錄客戶端用戶的狀態(tài),。 SMTP:簡(jiǎn)單郵件傳輸(發(fā)送)協(xié)議「簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議（SMTP,，Simple Mail Transfer Protocol）的縮寫，基于 TCP 協(xié)議,，用來(lái)發(fā)送電子郵件,。」 注意??：「接受郵件的協(xié)議不是 SMTP 而是POP3協(xié)議,?！?/p> SMTP 協(xié)議這塊后面不會(huì)花費(fèi)太多篇幅來(lái)講解，直接提一下兩個(gè)比較重要的問題：
「電子郵件的發(fā)送過程,？」 比如我的郵箱是“[email protected]”，我要向“[email protected]”發(fā)送郵件,，整個(gè)過程可以簡(jiǎn)單分為下面幾步：
 「如何判斷郵箱是真正存在的,？」 很多場(chǎng)景(比如郵件營(yíng)銷)下面我們需要判斷我們要發(fā)送的郵箱地址是否真的存在，這個(gè)時(shí)候我們可以利用 SMTP 協(xié)議來(lái)檢測(cè),。這里就不多扯,，再扯的話，估計(jì)這篇文章的內(nèi)容會(huì)很多,，這并不是我的一貫風(fēng)格,。推薦幾個(gè)在線郵箱是否有效檢測(cè)工具：
POP3/IMAP:郵件接收的協(xié)議這兩個(gè)協(xié)議不多做闡述，只需要了解 「POP3 和 IMAP 兩者都是負(fù)責(zé)郵件接收的協(xié)議」即可,。另外,，需要注意不要將這兩者和 SMTP 協(xié)議搞混淆了,?！窼MTP 協(xié)議只負(fù)責(zé)郵件的發(fā)送，真正負(fù)責(zé)接收的協(xié)議是POP3/IMAP,?！?/p> IMAP 協(xié)議相比于POP3更新一點(diǎn)，為用戶提供的可選功能也更多一點(diǎn),幾乎所有現(xiàn)代電子郵件客戶端和服務(wù)器都支持IMAP。大部分網(wǎng)絡(luò)郵件服務(wù)提供商都支持POP3和IMAP,。 FTP:文件傳輸協(xié)議「文件傳輸協(xié)議 FTP（File Transfer Protocol）,，提供文件傳輸服務(wù)，基于 TCP 實(shí)現(xiàn)可靠的傳輸,。使用 FTP 傳輸文件的好處是可以屏蔽操作系統(tǒng)和文件存儲(chǔ)方式,。」 FTP 是基于客戶—服務(wù)器（C/S）模型而設(shè)計(jì)的,，在客戶端與 FTP 服務(wù)器之間建立兩個(gè)連接,。如果我們要基于 FTP 協(xié)議開發(fā)一個(gè)文件傳輸?shù)能浖脑挘紫刃枰闱宄?FTP 的原理,。關(guān)于 FTP 的原理,，很多書籍上已經(jīng)描述的非常詳細(xì)了：
 DNS:域名系統(tǒng)「域名系統(tǒng)（DNS,，Domain Name System）將人類可讀的域名 (例如，www.baidu.com) 轉(zhuǎn)換為機(jī)器可讀的 IP 地址 (例如,，220.181.38.148),。」 我們可以將其理解為專為互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的電話薄,。
「DNS 解析的完整流程是怎樣的呢,？」 (這個(gè)會(huì)在后面的文章中詳細(xì)介紹到)
Telnet:遠(yuǎn)程登陸協(xié)議遠(yuǎn)程登陸協(xié)議,，通過一個(gè)終端登陸到其他服務(wù)器，建立在可靠的傳輸協(xié)議 TCP 之上,。 「Telnet協(xié)議的最大缺點(diǎn)之一是所有數(shù)據(jù)（包括用戶名和密碼）均以明文形式發(fā)送,，這有潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。這就是為什么如今很少使用Telnet并被一種稱為SSH的非常安全的協(xié)議所取代的主要原因,?！?/p> SSH:安全的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議SSH（ Secure Shell）是目前較可靠，專為遠(yuǎn)程登錄會(huì)話和其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供安全性的協(xié)議,。利用 SSH 協(xié)議可以有效防止遠(yuǎn)程管理過程中的信息泄露問題,。SSH 建立在可靠的傳輸協(xié)議 TCP 之上。 「Telnet 和 SSH 之間的主要區(qū)別在于 SSH 協(xié)議會(huì)對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密保證數(shù)據(jù)安全性,?！?/p> 傳輸層（Transport layer）「?jìng)鬏攲拥闹饕蝿?wù)就是負(fù)責(zé)向兩臺(tái)主機(jī)進(jìn)程之間的通信提供通用的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)」。應(yīng)用進(jìn)程利用該服務(wù)傳送應(yīng)用層報(bào)文,?！巴ㄓ玫摹笔侵覆⒉会槍?duì)某一個(gè)特定的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，而是多種應(yīng)用可以使用同一個(gè)運(yùn)輸層服務(wù)。 「運(yùn)輸層主要使用以下兩種協(xié)議：」
關(guān)于 TCP 和 UDP 的詳細(xì)介紹會(huì)在后面的文章中介紹到,。 網(wǎng)絡(luò)層（Network layer）網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)為分組交換網(wǎng)上的不同主機(jī)提供通信服務(wù),。在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)層把運(yùn)輸層產(chǎn)生的報(bào)文段或用戶數(shù)據(jù)報(bào)封裝成分組和包進(jìn)行傳送,。在TCP/IP體系結(jié)構(gòu)中,，由于網(wǎng)絡(luò)層使用IP協(xié)議，因此分組也叫IP數(shù)據(jù)報(bào),，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)報(bào),。 注意??：「不要把運(yùn)輸層的“用戶數(shù)據(jù)報(bào)UDP”和網(wǎng)絡(luò)層的“IP數(shù)據(jù)報(bào)”弄混」。 「網(wǎng)絡(luò)層的還有一個(gè)任務(wù)就是選擇合適的路由,，使源主機(jī)運(yùn)輸層所傳下來(lái)的分株,，能通過網(wǎng)絡(luò)層中的路由器找到目的主機(jī)?！?/p> 這里強(qiáng)調(diào)指出,，網(wǎng)絡(luò)層中的“網(wǎng)絡(luò)”二字已經(jīng)不是我們通常談到的具體網(wǎng)絡(luò)，而是指計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型中第三層的名稱. 互聯(lián)網(wǎng)是由大量的異構(gòu)（heterogeneous）網(wǎng)絡(luò)通過路由器（router）相互連接起來(lái)的,?；ヂ?lián)網(wǎng)使用的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議是無(wú)連接的網(wǎng)際協(xié)議（Intert Prococol）和許多路由選擇協(xié)議，因此互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層也叫做「網(wǎng)際層」或「IP層」,。 網(wǎng)絡(luò)接口層我們可以把網(wǎng)絡(luò)接口層看作是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的合體,。
最后再分享一個(gè)關(guān)于OSI 七層模型非常不錯(cuò)的總結(jié)圖片,！
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