網(wǎng)絡協(xié)議概述

OSI是一個開放性的通信系統(tǒng)互連參考模型，他是一個定義得非常好的協(xié)議規(guī)范。OSI模型有7層結(jié)構，每層都可以有幾個子層。 OSI的7層從上到下分別是 7 應用層 6 表示層 5 會話層 4 傳輸層 3 網(wǎng)絡層 2 數(shù)據(jù)鏈路層 1 物理層；

其中高層（即7、6、5、4層）定義了應用程序的功能，下面3層（即3、2、1層）主要面向通過網(wǎng)絡的端到端的數(shù)據(jù)流。

通常把567歸為一層的協(xié)議圖示：

一、物理層（physical layer）?

定義：定義了物理設備標準，如網(wǎng)線的接口類型、光纖的接口類型、各種傳輸介質(zhì)的傳輸速率等。它的主要作用是傳輸比特流（就是由1、0轉(zhuǎn)化為電流強弱來進行傳輸,到達目的地后在轉(zhuǎn)化為1、0，也就是我們常說的數(shù)模轉(zhuǎn)換與模數(shù)轉(zhuǎn)換），這一層的數(shù)據(jù)叫做比特。物理層常用多個規(guī)范完成對所有細節(jié)的定義。

二、鏈路層（link layer）：本地地址（郵差）? ?

以太網(wǎng)(Ethernet)和WiFi是現(xiàn)在最常見的鏈路層協(xié)議。

定義：如何讓格式化數(shù)據(jù)以進行傳輸，以及如何讓控制對物理介質(zhì)的訪問，這一層通常還提供錯誤檢測和糾正，以確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。

在鏈路層，信息以幀(frame)為單位傳輸。在幀中，有收信地址(Source, SRC)和送信地址(Destination, DST)，還有能夠探測錯誤的校驗序列(Frame Check Sequence)。當然，幀中最重要的最重要是所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù) (payload)。幀中最重要的最重要是所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù) (payload)。這些數(shù)據(jù)往往符合更高層協(xié)議，供網(wǎng)絡的上層使用。

三、網(wǎng)絡層（network layer）郵編（郵局）? ? ? ?

這層對端到端的包傳輸進行定義，它定義了能夠標識所有結(jié)點的邏輯地址，還定義了路由實現(xiàn)的方式和學習的方式。為了適應最大傳輸單元長度小于包長度的傳輸介質(zhì)，網(wǎng)絡層還定義了如何將一個包分解成更小的包的分段方法。

定義：在位于不同地理位置的網(wǎng)絡中的兩個主機系統(tǒng)之間提供連接和路徑選擇，Internet的發(fā)展使得從世界各站點訪問信息的用戶數(shù)大大增加，而網(wǎng)絡層正是管理這種連接的層。

讓WiFi上的一臺計算機和以太網(wǎng)上的另一臺計算機通信呢？我們需要一個“中間人“：路由器。路由器有多個網(wǎng)卡(NIC，Network Interface Controller)，每個NIC可以接入多個網(wǎng)絡，并理解相應的連接層協(xié)議。在幀經(jīng)過路由到達另一個網(wǎng)絡的時候，路由會讀取幀的信息，并改寫以發(fā)送到另一個網(wǎng)絡。所以路由器就像是在兩個社區(qū)都有分支的郵局。所以郵局要求，信紙上寫的地址必須是一個符合官方規(guī)定的“郵編”，也就是IP地址。每個郵局一般連接多個社區(qū)，而一個社區(qū)也可以有多個郵局，分別通往不同的社區(qū)。有時候一封信要通過多個郵局轉(zhuǎn)交，才能最終到達目的地，這個過程叫做route。郵局將分離的局域網(wǎng)絡連接成了internet，并最終構成了覆蓋全球的互聯(lián)網(wǎng)。

四、傳輸層（transport layer）收信人（管理員）? ??

上面的三層協(xié)議讓不同的計算機之間可以通信。但計算機中實際上有許多個進程，每個進程都可能有通信的需求。傳輸層協(xié)議，比如TCP和UDP，使用端口號(port number)來識別收信人(某個進程)。在寫信的時候，我們寫上目的地的端口。當信到達目的地的管理員手中，他會根據(jù)傳輸層協(xié)議，識別端口號，將信送給不同的人。

定義：定義了一些傳輸數(shù)據(jù)的協(xié)議和端口號（WWW端口80等），如：TCP（傳輸控制協(xié)議，傳輸效率低，可靠性強，用于傳輸可靠性要求高，數(shù)據(jù)量大的數(shù)據(jù)），UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，與TCP特性恰恰相反，用于傳輸可靠性要求不高，數(shù)據(jù)量小的數(shù)據(jù)，如QQ聊天數(shù)據(jù)就是通過這種方式傳輸?shù)?#xff09;， 主要是將從下層接收的數(shù)據(jù)進行分段和傳輸，到達目的地址后再進行重組，常常把這一層數(shù)據(jù)叫做段。

TCP和UDP協(xié)議是兩種不同的傳輸層協(xié)議。UDP協(xié)議類似于我們的信件交流過程。TCP協(xié)議則好像兩個情人間的頻繁通信。一個小情人要表達的感情太多，以致于連續(xù)寫了好幾封信。而另一方必須將這些信按順序排列起來，才能看明白全部的意思。TCP協(xié)議還有控制網(wǎng)絡交通等功能。

五、會話層? ?

它定義了如何開始、控制和結(jié)束一個會話，包括對多個雙向消息的控制和管理，以便在只完成連續(xù)消息的一部分時可以通知應用，從而使表示層看到的數(shù)據(jù)是連續(xù)的，在某些情況下，如果表示層收到了所有的數(shù)據(jù)，則用數(shù)據(jù)代表表示層。

六、表示層? ??

? ? ? ? ?這一層的主要功能是定義數(shù)據(jù)格式及加密。例如，FTP允許你選擇以二進制或ASCII格式傳輸。如果選擇二進制，那么發(fā)送方和接收方不改變文件的內(nèi)容。如果選擇ASCII格式，發(fā)送方將把文本從發(fā)送方的字符集轉(zhuǎn)換成標準的ASCII后發(fā)送數(shù)據(jù)。在接收方將標準的ASCII轉(zhuǎn)換成接收方計算機的字符集。

七、應用層（application layer）收信人地址（行業(yè)用語規(guī)范）

定義：是最靠近用戶的OSI層，這一層為用戶的應用程序（例如電子郵件、文件傳輸和終端仿真）提供網(wǎng)絡服務。

通過上面的幾層協(xié)議，我們已經(jīng)可以在任意兩個人(進程)之間進行通信。然而每個人實際上從事的是不同的行業(yè)。有的人是律師，有的人外交官。比如說律師之間的通信，會用嚴格的律師術語，以免產(chǎn)生糾紛。再比如外交官之間的通信，必須符合一定的外交格式，以免發(fā)生外交誤會。再比如間諜通過暗號來傳遞加密信息。應用層協(xié)議是對信件內(nèi)容進一步的用語規(guī)范。應用層的協(xié)議包括用于Web瀏覽的HTTP協(xié)議，用于傳輸文件的FTP協(xié)議，用于Email的IMAP等等。

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把通信的過程比喻為寄快遞：

發(fā)快遞的過程（http，應用層)，你向順豐下單(第一次請求),順豐接單(應答),你向手機小伙聯(lián)系(回應應答)，你將消息放進盒子里(開始封裝請求，會話層)，快遞員封裝一層盒子貼上快遞單帶回網(wǎng)店(傳輸層），到快遞點檢查是否區(qū)域快件（網(wǎng)絡層），將快件交給運輸車（鏈路層），各個快遞轉(zhuǎn)運中心（物理層），快件到達收件市轉(zhuǎn)運中心（物理層），轉(zhuǎn)運輸車（鏈路層），到達區(qū)域分發(fā)（網(wǎng)絡層），網(wǎng)點派送（傳輸層），快遞員方面簽收（會話層），拆開檢查（表示層），收到快遞（應用層）。

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各層協(xié)議種類

物理層：
　　?以太網(wǎng)物理層 、調(diào)制解調(diào)器 、 PLC 、SONET/SDH 、G.709、光導纖維、同軸電纜 、 雙絞線

數(shù)據(jù)鏈路層：
　 　Wi-Fi?、以太網(wǎng)、802.11 、802.16、 WiMAX、ATM、DTM 、令牌環(huán)、 ?FDDI、 幀中繼、GPRS、EVDO、HSPA、HDL

網(wǎng)絡層：

• ? ? ? ? ?IP(IPv4 · IPv6) Internet Protocol（網(wǎng)絡之間互連的協(xié)議）
• ? ? ? ? ?ARP : Address Resolution Protocol即地址解析協(xié)議，實現(xiàn)通過IP地址得知其物理地址
• ? ? ? ? ?RARP :Reverse Address Resolution Protocol 反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議允許局域網(wǎng)的物理機器從網(wǎng)關服務器的 ARP 表或者緩存上請求其 IP 地址
• ? ? ? ? ?ICMP :（Internet Control Message Protocol）Internet控制報文協(xié)議。它是TCP/IP協(xié)議族的一個子協(xié)議，用于在IP主機、路由器之間傳遞控制消息
• ? ? ? ? ?ICMPv6
• ? ? ? ? ?IGMP :Internet 組管理協(xié)議（IGMP）是因特網(wǎng)協(xié)議家族中的一個組播協(xié)議，用于IP 主機向任一個直接相鄰的路由器報告他們的組成員情況
• ? ? ? ? ?RIP : 路由信息協(xié)議（RIP）是一種在網(wǎng)關與主機之間交換路由選擇信息的標準
• ? ? ? ? ?OSPF : (Open Shortest Path First開放式最短路徑優(yōu)先)
• ? ? ? ? ?BGP :（Border Gateway Protocol ）邊界網(wǎng)關協(xié)議，用來連接Internet上獨立系統(tǒng)的路由選擇協(xié)議
• ? ? ? ? ?IS-IS:（Intermediate System to Intermediate System Routing Protocol）中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)的路由選擇協(xié)議
• ? ? ? ? ?IPsec:“Internet 協(xié)議安全性”是一種開放標準的框架結(jié)構，通過使用加密的安全服務以確保在 Internet 協(xié)議 (IP) 網(wǎng)絡上進行保密而安全的通訊

傳輸層：

• 　? ?? TCP（Transmission Control Protocol）傳輸控制協(xié)議
• 　　? ?UDP (User Datagram Protocol）用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議
• 　　? ?DCCP （Datagram Congestion Control Protocol）數(shù)據(jù)報擁塞控制協(xié)議
• 　　? ?SCTP（STREAM CONTROL TRANSMISSION PROTOCOL）流控制傳輸協(xié)議
• 　　? ?RTP(Real-time Transport Protocol或簡寫RTP）實時傳送協(xié)議
• 　　? ?RSVP （Resource ReSer Vation Protocol）資源預留協(xié)議
• 　　? ?PPTP ( Point to Point Tunneling Protocol）點對點隧道協(xié)議

應用層：

• 　　?DHCP(動態(tài)主機分配協(xié)議)
• 　　? DNS (域名解析）
• 　　? FTP（File Transfer Protocol）文件傳輸協(xié)議
• 　　? Gopher （英文原義：The Internet Gopher Protocol 中文釋義：（RFC-1436）網(wǎng)際Gopher協(xié)議）
• 　　? HTTP （Hypertext Transfer Protocol）超文本傳輸協(xié)議
• 　　? IMAP4 (Internet Message Access Protocol 4) 即 Internet信息訪問協(xié)議的第4版本
• 　　? IRC （Internet Relay Chat ）網(wǎng)絡聊天協(xié)議
• 　　? NNTP （Network News Transport Protocol）RFC-977）網(wǎng)絡新聞傳輸協(xié)議
• 　　? XMPP 可擴展消息處理現(xiàn)場協(xié)議
• 　　? POP3 (Post Office Protocol 3)即郵局協(xié)議的第3個版本
• 　　? SIP 信令控制協(xié)議
• 　　? SMTP （Simple Mail Transfer Protocol）即簡單郵件傳輸協(xié)議
• 　　? SNMP (Simple Network Management Protocol,簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議)
• 　　? SSH （Secure Shell）安全外殼協(xié)議
• 　　? TELNET 遠程登錄協(xié)議
• 　　? RPC （Remote Procedure Call Protocol）（RFC-1831）遠程過程調(diào)用協(xié)議
• 　　? RTCP （RTP Control Protocol）RTP 控制協(xié)議
• 　　? RTSP （Real Time Streaming Protocol）實時流傳輸協(xié)議
• 　　? TLS （Transport Layer Security Protocol）安全傳輸層協(xié)議
• 　　? SDP( Session Description Protocol）會話描述協(xié)議
• 　　? SOAP （Simple Object Access Protocol）簡單對象訪問協(xié)議
• 　　? GTP 通用數(shù)據(jù)傳輸平臺
• 　　? STUN （Simple Traversal of UDP over NATs，NAT 的UDP簡單穿越）是一種網(wǎng)絡協(xié)議
• 　　? NTP （Network Time Protocol）網(wǎng)絡校時協(xié)議

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總結(jié)

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