TCP/IP模型的一个简单解释

TCP/IP模型是互联网的基础。

想要理解互联网,就必须理解这个模型。但是,它不好懂,我就从来没有搞懂过。

前几天,BetterExplained上有一篇文章,很通俗地解释了这个模型。我读后有一种恍然大悟的感觉,第一次感到自己理解了互联网的总体架构。

下面,我按照自己的理解,写一下互联网到底是怎么搭建起来的。说得不对的地方,欢迎指正。

什么是TCP/IP模型?

TCP/IP模型是一系列网络协议的总称,这些协议的目的,就是使计算机之间可以进行信息交换。

所谓"协议"可以理解成机器之间交谈的语言,每一种协议都有自己的目的。TCP/IP模型一共包括几百种协议,对互联网上交换信息的各个方面都做了规定。

TCP/IP模型的四层结构

这些协议可以大致分成四个层次,上一层的协议都以下一层的协议为基础。就像下面这张图:

从下到上的四层,分别为连接层(Link Layer)、网络层(Internet Layer)、传输层(Transport Layer)、应用层(Application Layer)。

可以这样理解它们的作用:

1)连接层负责建立电路连接,是整个网络的物理基础,典型的协议包括以太网、ADSL等等; 2)网络层负责分配地址和传送二进制数据,主要协议是IP协议; 3)传输层负责传送文本数据,主要协议是TCP协议; 4)应用层负责传送各种最终形态的数据,是直接与用户打交道的层,典型协议是HTTP、FTP等。

理解这个结构的关键,在于理解科学家在70年代设计互联网的原始目的,就是为了传输文本。所有协议最初都是为了这个目标而设计的,互联网架构的核心就是文本对话。

实例:用Telnet建立HTTP对话

为了观察文本在互联网上是如何传输的,我们做一个小实验。

第一步:在"开始"菜单中,点击"运行"命令,输入"telnet google.com 80"。

telnet命令本身就是一个应用层协议,它的作用是在两台主机间,建立一个TCP连接,也就是打开两台主机间文本传输的一个通道。

"telnet google.com 80"表示建立本机与google.com在80端口的一个文本传输通道。所谓"端口"其实是TCP协议的一个参数,用来帮助TCP协议判断对方主机传来的文本,到底使用的是哪一种应用层协议。80端口是HTTP协议的端口,就是我们平时浏览网页的端口。常见端口列表可以参考这里

另外,与Windows 2000和Windows XP不同,Vista系统默认没有安装Telnet客户端,大家可以参考微软公司的安装说明自行安装。如果你使用的是Linux系统,那么可以直接在命令行窗口中,输入上面的命令。

第二步:打开本地显示。(非Windows系统跳过此步。)

请按以下步骤操作:在Telnet窗口中按下"Ctrl+]";然后,输入"set localecho"命令,再连续按下两次回车键。

好了,这个时候你就可以直接同google.com主机进行对话了。

第三步:你可以试着同Google随便说句话,看看有什么反应。

我输入了"Hello World!"。

结果,Google的回答是这样的:

"400 Bad Request"说明Google看不懂你的发言。这是毫不奇怪的,因为这时你是在TCP文本通道中,进行HTTP对话。所以,你的发言必须遵守HTTP协议,这样Google才能看懂。

第四步:输入"GET / HTTP/1.1",表示向google索要首页根文件,使用的协议是HTTP的1.1版本。

Google的回应如下:

"200 OK"表示要求数据成功。在头部信息的下面,就是google在浏览器中显示的首页文件的源代码。

总结

上面这个例子用的是HTTP协议,如果要使用其他"应用层协议"与主机进行对话,你只要改变端口就行了。比如,"telnet ftp.website.com 21",表示用ftp协议进行对话。

所有这些对话的底层协议,都是TCP协议,因为这是负责文本传输的协议;而TCP协议又必须依靠IP协议,进行二进制数据的传输;而二进制数据的传输,离不开最底层负责网络连接的物理协议。

所以,通过这样四层的网络架构,就实现了整个互联网的通信。

(完)

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