深入浅出TCP/IP协议

Posted 2021-01-14 itbsl

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• 什么是网络协议？
• 谁来制定这个网络协议？
• TCI/IP协议
• 什么是socket?
• http协议属于应用层还是传输层？
• soap可以使用HTTP协议进行传输吗？
• 各层协议举例

什么是网络协议？

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。

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。

TCI/IP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。两者的区别在于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。

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。

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 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。

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。

各层协议举例

应用层: http协议，ftp协议，pop3协议，soap协议
传输层: tcp协议，udp协议
互联网络层:
网络接口层: