TCP/IP网络协议的通俗理解

前段时间做了一个开发,涉及到网络编程,开发过程比较顺利,但任务完成后始终觉得有一些疑惑。主要是因为对网络协议不太熟悉,对一些概念也没 弄清楚。后来我花了一些时间去了解这些网络协议,现在对TCP/IP网络协议有了初步的认识,在这里总结出来,可以梳理一下我对网络协议的理解,加深印 象。

话说两台电脑要通讯就必须遵守共同的规则,就好比两个人要沟通就必须使用共同的语言一样。一个只懂英语的人,和一个只懂中文的人由于没有共同的语言(规则)就没办法沟通。两台电脑之间进行通讯所共同遵守的规则,就是网络协议。

那么谁来制定这个网络协议?

国际标准化组织(ISO)定义了网络协议的基本框架,被称为OSI模型。要制定通讯规则,内容会很多,比如要考虑A电脑如何找到B电脑,A电脑在发 送信息给B电脑时是否需要B电脑进行反馈,A电脑传送给B电脑的数据的格式又是怎样的?内容太多太杂,所以OSI模型将这些通讯标准进行层次划分,每一层 次解决一个类别的问题,这样就使得标准的制定没那么复杂。OSI模型制定的七层标准模型,分别是:应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层, 物理层。

虽然国际标准化组织制定了这样一个网络协议的模型,但是实际上互联网通讯使用的网络协议是TCP/IP网络协议。

TCP/IP 是一个协议族,也是按照层次划分。共四层:应用层,传输层,互连网络层,网络接口层。 那么TCP/IP协议和OSI模型有什么区别呢?OSI网络协议模型,是一个参考模型,而TCP/IP协议是事实上的标准。TCP/IP协议参考了OSI 模型,但是并没有严格按照OSI规定的七层去划分标准,而只划分了四层,个人觉得这样会更简单点,当划分太多层次时,你很难区分某个协议是属于哪个层次 的。TCP/IP协议和OSI模型也并不冲突,TCP/IP协议中的应用层协议,就对应于OSI中的应用层,表示层,会话层。就像以前有工业部和信息产业 部,现在实行大部制后只有工业和信息化部一个部门,但是这个部门还是要做以前两个部门一样多的事情,本质上没有多大的差别。TCP/IP中有两个重要的协 议,传输层的TCP协议和互连网络层的IP协议,因此就拿这两个协议做代表,来命名整个协议族了,在说TCP/IP协议时,是指整个协议族。

TCP/IP协议分为四个层次,但我们并不需要了解所有层次的协议,我觉得主要关注应用层和传输层的协议就可以了。拿寄送邮件举例, A寄邮件给B,A关心的是用什么格式写什么内容给B(应用层内容),是寄挂号信还是寄平信(传输层内容),但是A是不会去关注邮件传送过程中采用了那条路 线,邮递员是如何把信件递送到B手里的(互连网络层,网络接口层)。

先说传输层,传输层有多个协议,但最主要的是TCP和UDP协议。两则的区别在于TCP协议需要接收方反馈,UDP协议不需要接收方反馈。TCP就 像挂号信,A电脑发信息给B电脑后,需要得到B电脑的反馈,这样A电脑就能知道B电脑是否已经收到信息。UDP就像平信,A电脑发信息给B电脑后,B电脑 并不给A电脑发聩,A电脑发送信息出去后并不知道B电脑是否已经收到。 因此,TCP传输比UDP传送更可靠,但是TCP传输的效率就不如UDP了。至于,在传送过程中具体选择哪种传送方式,需要具体问题具体分析。在不可靠的 网络传送过程中一般选择TCP传送方式。在讲求效率,或者不在乎传送失误的情况下可以选择UDP方式来提高传输速率。

应用层的协议有很多,每一个协议代表一种类型的服务。HTTP协议,万维网服务。FTP协议,文件传送服务。POP3,邮件服务,SOAP协议webService服务。

在理解TCP/IP协议的过程中,我遇到了三个困惑。

1.什么是socket?

以前有听说过socket编程这种说法,也有的说套接字编程。我在搜索关于socket的资料时,发现有的说socket是指一个连接,有的说 socket是一指一个端点。拿打电话做比喻,A电话机和B电话机正在通话,那么socket是指的A和B之间的连接线呢,还是指电话机(端点)?

我现在的理解是,socket就是一个连接中的一个端点,一次通讯(连接)a,b端都会有一个socket。一个socket对应一个连接。

2.http协议属于应用层还是传输层?

http 超文本传送协议,听上去像是传输层的协议一样。但事实上大家都知道http和ftp一样都是属于应用层的协议,我先前很纳闷的是,既然是应用层的协议,怎 么就取这样一个误导人的名称啊。在对TCP/IP协议还不熟悉的时候,这很容易让人误解和纳闷的。后来,我在wiki上发现这么一段话:

http中文译名问题 HTTP 在中国大陆被翻译为“超文本传输协议”,因为“transfer”在中文里有“传输”的含意。但依据 HTTP 定制者之一的 Roy Fielding博士的论文[1](6.5.3节),作者专门强调“transfer”表示的是“(表述状态的)转移” (Representational State Transfer),而不是“传输”(transport)。故其中文译名“超文本传输协议”恰恰引种反映了这种误解。更符合原义的译名应该为“超文本转 移协议”。

这段话解除了我的疑惑。那么http协议当然是应用层的协议。

3.SOAP可以使用HTTP协议进行传输吗?

在了解SOAP协议的过程中,看到介绍说soap可以通过tcp,udp,http协议来传送。这也是让人困惑的描述。一看这句话,就会感觉 http怎么和tcp,udp协议并列了呢?难道http还是属于传输层的协议?再加上http中文译名的问题,名字听上去像传输层,初学者又要开始头大 了。

事实上,http是应用层的协议,这一点可以毫无怀疑。那么现在新的问题来了。soap和http都是应用层协议,怎么说soap能用http协议来传输呢?应用层的协议可以用应用层的协议传送吗?

我查阅了资料,是这样一回事情,soap将信息进行XML的序列化后,再用http协议的方式再打包进行传送,传送的方式还是tcp或者udp。做 个比喻就好理解了。tcp 和 udp 都是公路,暂且把tcp认为是一般公路,udp高速公路,soap和http就都是汽车,那么soap和http都可以在tcp和udp上跑。说soap 可以通过http来传送,实际就是说soap是小轿车,http是装轿车的卡车,把soap的信息装到http里面,然后再运输,当然走的道路还是tcp 或udp。

说soap可以通过http协议来传输,这句话不太准确,比较准确第说法是:soap信息可以通过http协议包装后通过tcp或udp传输。

原文地址:http://blog.csdn.net/eyeooo/article/details/7438267

原文发布于微信公众号 - php(phpdaily)

原文发表时间:2015-06-16

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