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網路程式設計--基礎---網路七層協議的通俗理解

轉自:https://www.cnblogs.com/carlos-mm/p/6297197.html

OSI七層模式簡單通俗理解   這個模型學了好多次,總是記不住。今天又看了一遍,發現用歷史推演的角度去看問題會更有邏輯,更好記。本文不一定嚴謹,可能有錯漏,主要是拋磚引玉,幫助記性不好的人。總體來說,OSI模型是從底層往上層發展出來的。   這個模型推出的最開始,是是因為美國人有兩臺機器之間進行通訊的需求。   需求1:   科學家要解決的第一個問題是,兩個硬體之間怎麼通訊。具體就是一臺發些位元流,然後另一臺能收到。   於是,科學家發明了 物理層
:   主要定義物理裝置標準,如網線的介面型別、光纖的介面型別、各種傳輸介質的傳輸速率等。它的主要作用是傳輸位元流(就是由1、0轉化為電流強弱來進行傳輸,到達目的地後在轉化為1、0,也就是我們常說的 數模轉換與模數轉換)。這一層的資料叫做位元。   需求2:   現在通過電線我能發資料流了,但是,我還希望通過無線電波,通過其它介質來傳輸。然後我還要保證傳輸過去的位元流是正確的,要有 糾錯功能。    於是,發明了 資料鏈路層:   定義瞭如何讓格式化資料以進行傳輸,以及如何讓控制對物理介質的訪問。這一層通常還提供錯誤檢測和糾正,以確保資料的可靠傳輸。   需求3:
  現在我能發正確的發位元流資料到另一臺計算機了,但是當我發大量資料時候,可能需要好長時間,例如一個視訊格式的,網路會中斷好多次(事實上,即使有了物理層和資料鏈路層,網路還是經常中斷,只是中斷的時間是毫秒級別的)。   那麼,我還須要保證傳輸大量檔案時的準確性。於是,我要對發出去的 資料進行封裝。就像發快遞一樣,一個個地發。   於是,先發明瞭傳輸層(傳輸層在OSI模型中,是在網路層上面)   例如TCP,是用於發大量資料的,我發了1萬個包出去,另一臺電腦就要告訴我是否接受到了1萬個包,如果缺了3個包,就告訴我是第1001,234,8888個包丟了,那我再發一次。這樣,就能保證對方把這個視訊完整接收了。   例如UDP,是用於傳送少量資料的。我發20個包出去,一般不會丟包,所以,我不管你收到多少個。在多人互動遊戲,也經常用UDP協議,因為一般都是簡單的資訊,而且有廣播的需求。如果用TCP,效率就很低,因為它會不停地告訴主機我收到了20個包,或者我收到了18個包,再發我兩個!如果同時有1萬臺計算機都這樣做,那麼用TCP反而會降低效率,還不如用UDP,主機發出去就算了,丟幾個包你就卡一下,算了,下次再發包你再更新。   TCP協議是會繫結IP和埠的協議,下面會介紹IP協議。   需求4:
  傳輸層只是解決了打包的問題。但是如果我有多臺計算機,怎麼找到我要發的那臺?或者,A要給F發信息,中間要經過B,C,D,E,但是中間還有好多節點如K.J.Z.Y。我怎麼 選擇最佳路徑?這就是路由要做的事。   於是,發明了網路層。即路由器,交換價那些具有定址功能的裝置所實現的功能。這一層定義的是IP地址, 通過IP地址定址。所以產生了IP協議。    需求5:   現在我們已經保證給正確的計算機,傳送正確的封裝過後的資訊了。但是使用者級別的體驗好不好?難道我每次都要呼叫TCP去打包,然後呼叫IP協議去找路由,自己去發?當然不行,所以我們要 建立一個自動收發包,自動定址的功能。   於是,發明了 會話層。會話層的作用就是 建立和管理應用程式之間的通訊。   需求6:   現在我能保證應用程式自動收發包和定址了。但是我要用Linux給window發包,兩個 系統語法不一致,就像安裝包一樣,exe是不能在linux下用的,shell在window下也是不能直接執行的。於是需要 表示層(presentation),幫我們 解決不同系統之間的通訊語法問題。   需求7:   OK,現在所有必要條件都準備好了,我們可以寫個android程式,web程式去實現需求把。   補充:   Socket:   這不是一個協議,而是一個通訊模型。其實它最初是伯克利加州分校軟體研究所,簡稱BSD發明的,主要用來一臺電腦的兩個程序間通訊,然後把它用到了兩臺電腦的程序間通訊。所以,可以把它簡單理解為 程序間通訊,不是什麼高階的東西。主要做的事情不就是:   A發包:發請求包給某個已經繫結的埠(所以我們經常會訪問這樣的地址182.13.15.16:1235,1235就是埠);收到B的允許;然後正式傳送;傳送完了,告訴B要斷開連結;收到斷開允許,馬上斷開,然後傳送已經斷開資訊給B。   B收包:繫結埠和IP;然後在這個埠監聽;接收到A的請求,發允許給A,並做好接收準備,主要就是清理快取等待接收新資料;然後正式接收;接受到斷開請求,允許斷開;確認斷開後,繼續監聽其它請求。   可見,Socket其實就是I/O操作。Socket並不僅限於網路通訊。在網路通訊中,它涵蓋了網路層、傳輸層、會話層、表示層、應用層——其實這都不需要記, 因為Socket通訊時候用到了IP和埠,僅這兩個就表明了它用到了網路層和傳輸層;而且它 無視多臺電腦通訊的系統差別,所以它涉及了表示層;一般Socket都是基於一個應用程式的,所以會涉及到會話層和應用層。