TCP/IP模型的一個簡單解釋

阮一峰發表於2009-03-20

TCP/IP模型是網際網路的基礎。

想要理解網際網路,就必須理解這個模型。但是,它不好懂,我就從來沒有搞懂過。

前幾天,BetterExplained上有一篇文章,很通俗地解釋了這個模型。我讀後有一種恍然大悟的感覺,第一次感到自己理解了網際網路的總體架構。

下面,我按照自己的理解,寫一下網際網路到底是怎麼搭建起來的。說得不對的地方,歡迎指正。

什麼是TCP/IP模型?

TCP/IP模型是一系列網路協議的總稱,這些協議的目的,就是使計算機之間可以進行資訊交換。

所謂"協議"可以理解成機器之間交談的語言,每一種協議都有自己的目的。TCP/IP模型一共包括幾百種協議,對網際網路上交換資訊的各個方面都做了規定。

TCP/IP模型的四層結構

這些協議可以大致分成四個層次,上一層的協議都以下一層的協議為基礎。就像下面這張圖:

TCP/IP模型的一個簡單解釋

從下到上的四層,分別為連線層(Link Layer)、網路層(Internet Layer)、傳輸層(Transport Layer)、應用層(Application Layer)。

可以這樣理解它們的作用:

1)連線層負責建立電路連線,是整個網路的物理基礎,典型的協議包括乙太網、ADSL等等;

2)網路層負責分配地址和傳送二進位制資料,主要協議是IP協議;

3)傳輸層負責傳送文字資料,主要協議是TCP協議;

4)應用層負責傳送各種最終形態的資料,是直接與使用者打交道的層,典型協議是HTTP、FTP等。

理解這個結構的關鍵,在於理解科學家在70年代設計網際網路的原始目的,就是為了傳輸文字。所有協議最初都是為了這個目標而設計的,網際網路架構的核心就是文字對話。

例項:用Telnet建立HTTP對話

為了觀察文字在網際網路上是如何傳輸的,我們做一個小實驗。

第一步:在"開始"選單中,點選"執行"命令,輸入"telnet google.com 80"。

TCP/IP模型的一個簡單解釋

telnet命令本身就是一個應用層協議,它的作用是在兩臺主機間,建立一個TCP連線,也就是開啟兩臺主機間文字傳輸的一個通道。

"telnet google.com 80"表示建立本機與google.com在80埠的一個文字傳輸通道。所謂"埠"其實是TCP協議的一個引數,用來幫助TCP協議判斷對方主機傳來的文字,到底使用的是哪一種應用層協議。80埠是HTTP協議的埠,就是我們平時瀏覽網頁的埠。常見埠列表可以參考這裡

另外,與Windows 2000和Windows XP不同,Vista系統預設沒有安裝Telnet客戶端,大家可以參考微軟公司的安裝說明自行安裝。如果你使用的是Linux系統,那麼可以直接在命令列視窗中,輸入上面的命令。

第二步:開啟本地顯示。(非Windows系統跳過此步。)

請按以下步驟操作:在Telnet視窗中按下"Ctrl+]";然後,輸入"set localecho"命令,再連續按下兩次Enter鍵。

TCP/IP模型的一個簡單解釋

好了,這個時候你就可以直接同google.com主機進行對話了。

第三步:你可以試著同Google隨便說句話,看看有什麼反應。

我輸入了"Hello World!"。

TCP/IP模型的一個簡單解釋

結果,Google的回答是這樣的:

TCP/IP模型的一個簡單解釋

"400 Bad Request"說明Google看不懂你的發言。這是毫不奇怪的,因為這時你是在TCP文字通道中,進行HTTP對話。所以,你的發言必須遵守HTTP協議,這樣Google才能看懂。

第四步:輸入"GET / HTTP/1.1",表示向google索要首頁根檔案,使用的協議是HTTP的1.1版本。

Google的回應如下:

TCP/IP模型的一個簡單解釋

"200 OK"表示要求資料成功。在頭部資訊的下面,就是google在瀏覽器中顯示的首頁檔案的原始碼。

總結

上面這個例子用的是HTTP協議,如果要使用其他"應用層協議"與主機進行對話,你只要改變埠就行了。比如,"telnet ftp.website.com 21",表示用ftp協議進行對話。

所有這些對話的底層協議,都是TCP協議,因為這是負責文字傳輸的協議;而TCP協議又必須依靠IP協議,進行二進位制資料的傳輸;而二進位制資料的傳輸,離不開最底層負責網路連線的物理協議。

所以,透過這樣四層的網路架構,就實現了整個網際網路的通訊。

(完)

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