TCP/IP模型是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。
想要理解互聯(lián)網(wǎng)，就必須理解這個(gè)模型。但是，它不好懂，我就從來(lái)沒(méi)有搞懂過(guò)。
前幾天，BetterExplained上有一篇文章，很通俗地解釋了這個(gè)模型。我讀后有一種恍然大悟的感覺(jué)，第一次感到自己理解了互聯(lián)網(wǎng)的總體架構(gòu)。
下面，我按照自己的理解，寫(xiě)一下互聯(lián)網(wǎng)到底是怎么搭建起來(lái)的。說(shuō)得不對(duì)的地方，歡迎指正。
什么是TCP/IP模型？
TCP/IP模型是一系列網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的總稱，這些協(xié)議的目的，就是使計(jì)算機(jī)之間可以進(jìn)行信息交換。
所謂“協(xié)議”可以理解成機(jī)器之間交談的語(yǔ)言，每一種協(xié)議都有自己的目的。TCP/IP模型一共包括幾百種協(xié)議，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上交換信息的各個(gè)方面都做了規(guī)定。
TCP/IP模型的四層結(jié)構(gòu)
這些協(xié)議可以大致分成四個(gè)層次，上一層的協(xié)議都以下一層的協(xié)議為基礎(chǔ)。就像下面這張圖：
從下到上的四層，分別為連接層（Link Layer）、網(wǎng)絡(luò)層（Internet Layer）、傳輸層（Transport Layer）、應(yīng)用層（Application Layer）。
可以這樣理解它們的作用：
1）連接層負(fù)責(zé)建立電路連接，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的物理基礎(chǔ)，典型的協(xié)議包括以太網(wǎng)、ADSL等等；
2）網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)分配地址和傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)，主要協(xié)議是IP協(xié)議；
3）傳輸層負(fù)責(zé)傳送文本數(shù)據(jù)，主要協(xié)議是TCP協(xié)議；
4）應(yīng)用層負(fù)責(zé)傳送各種最終形態(tài)的數(shù)據(jù)，是直接與用戶打交道的層，典型協(xié)議是HTTP、FTP等。
理解這個(gè)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，在于理解科學(xué)家在70年代設(shè)計(jì)互聯(lián)網(wǎng)的原始目的，就是為了傳輸文本。所有協(xié)議最初都是為了這個(gè)目標(biāo)而設(shè)計(jì)的，互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的核心就是文本對(duì)話。
實(shí)例：用Telnet建立HTTP對(duì)話
為了觀察文本在互聯(lián)網(wǎng)上是如何傳輸?shù)?，我們做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。
第一步：在“開(kāi)始”菜單中，點(diǎn)擊“運(yùn)行”命令，輸入“telnet google.com 80”。
telnet命令本身就是一個(gè)應(yīng)用層協(xié)議，它的作用是在兩臺(tái)主機(jī)間，建立一個(gè)TCP連接，也就是打開(kāi)兩臺(tái)主機(jī)間文本傳輸?shù)囊粋€(gè)通道。
“telnet google.com 80”表示建立本機(jī)與google.com在80端口的一個(gè)文本傳輸通道。所謂“端口”其實(shí)是TCP協(xié)議的一個(gè)參數(shù)，用來(lái)幫助TCP協(xié)議判斷對(duì)方主機(jī)傳來(lái)的文本，到底使用的是哪一種應(yīng)用層協(xié)議。80端口是HTTP協(xié)議的端口，就是我們平時(shí)瀏覽網(wǎng)頁(yè)的端口。常見(jiàn)端口列表可以參考這里。
另外，與Windows 2000和Windows XP不同，Vista系統(tǒng)默認(rèn)沒(méi)有安裝Telnet客戶端，大家可以參考微軟公司的安裝說(shuō)明自行安裝。如果你使用的是Linux系統(tǒng)，那么可以直接在命令行窗口中，輸入上面的命令。
第二步：打開(kāi)本地顯示。（非Windows系統(tǒng)跳過(guò)此步。）
請(qǐng)按以下步驟操作：在Telnet窗口中按下“Ctrl+]”；然后，輸入“set localecho”命令，再連續(xù)按下兩次回車(chē)鍵。
好了，這個(gè)時(shí)候你就可以直接同google.com主機(jī)進(jìn)行對(duì)話了。
第三步：你可以試著同Google隨便說(shuō)句話，看看有什么反應(yīng)。
我輸入了“Hello World！”。
結(jié)果，Google的回答是這樣的：
“400 Bad Request”說(shuō)明Google看不懂你的發(fā)言。這是毫不奇怪的，因?yàn)檫@時(shí)你是在TCP文本通道中，進(jìn)行HTTP對(duì)話。所以，你的發(fā)言必須遵守HTTP協(xié)議，這樣Google才能看懂。
第四步：輸入“GET / HTTP/1.1”，表示向google索要首頁(yè)根文件，使用的協(xié)議是HTTP的1.1版本。
Google的回應(yīng)如下：
"200 OK"表示要求數(shù)據(jù)成功。在頭部信息的下面，就是google在瀏覽器中顯示的首頁(yè)文件的源代碼。
總結(jié)
上面這個(gè)例子用的是HTTP協(xié)議，如果要使用其他“應(yīng)用層協(xié)議”與主機(jī)進(jìn)行對(duì)話，你只要改變端口就行了。比如，“telnet ftp.website.com 21”，表示用ftp協(xié)議進(jìn)行對(duì)話。
所有這些對(duì)話的底層協(xié)議，都是TCP協(xié)議，因?yàn)檫@是負(fù)責(zé)文本傳輸?shù)膮f(xié)議；而TCP協(xié)議又必須依靠IP協(xié)議，進(jìn)行二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸；而二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸，離不開(kāi)最底層負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)連接的物理協(xié)議。
所以，通過(guò)這樣四層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，就實(shí)現(xiàn)了整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的通信。
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