一文掌握TCP/IP模型

Posted 2021-04-25 程序员云课堂

原文：http://www.ruanyifeng.com/blog/2009/03/tcp-ip_model.html

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。

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；

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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