网络协议

计算机网络

随着发展，计算机被一个个的连接起来，形成了一个计算机网路，从而实现了信息共享，远距离传递信息等工作。

计算机网络，根据规模可分为2种：

WAN：Wide Area Network（广域网）
LAN：Local Area Nerwork（局域网）

计算机之间通过网络实现通信时需事先达成的一种“约定”；这种“约定”使那些由不同厂商的设备，不同CPU及不同操作系统组成的计算机之间，只要遵循相同的协议就可以实现通信。
ISO（国际标准化组织）制定了一个国际标准OSI（开放式通信系统互联参考模型）

1、物理层(physical layer)

所谓的物理层，是指光纤、电缆或者电磁波等真实存在的物理媒介。这些媒介可以传送物理信号，比如亮度、电压或者振幅。对于数字应用来说，~~我们只需要两种物理信号来分别表示0和1，比如用高电压表示1，低电压表示0，就构成了简单的物理层协议。~~ 针对某种媒介，电脑可以有相应的接口，用来接收物理信号，并解读成为0/1序列。

2、连接层(link layer)

在连接层，信息以帧(frame)为单位传输。所谓的帧，是一段有限的0/1序列。~~连接层协议的功能就是识别0/1序列中所包含的帧。~~ 比如说，根据一定的0/1组合识别出帧的起始和结束。在帧中，有收信地址(Source, SRC)和送信地址(Destination, DST)，还有能够探测错误的校验序列(Frame Check Sequence)。当然，帧中最重要的最重要是所要传输的数据（这些数据往往符合更高层协议，供网络的上层使用），但连接层协议并不关心数据中到底是什么。与数据相配套，帧中也有数据的类型(Type)信息。
以太网(Ethernet)和WiFi是现在最常见的连接层协议。通过连接层协议，我们可以建立局域的以太网或者WiFi局域网，并让位于同一局域网络中的两台计算机通信。

3、网络层(network layer)

如何让WiFi上的一台计算机和以太网上的另一台计算机通信呢？我们需要一个“中间人”。这个“中间人”必须有以下功能: 1. 能从物理层上在两个网络接收和发送0/1序列，2. 能同时理解两种网络的帧格式。
路由器(router)就是为此而产生的“翻译”。一个路由器有多个网卡(NIC，Network Interface Controller)，每个NIC可以接入多个网络，并理解相应的连接层协议。在帧经过路由到达另一个网络的时候，路由会读取帧的信息，并改写以发送到另一个网络。
IP协议：为传输过程所需经过的地址给予一个官方的编号。

4、传输层(transport layer)

以上三层协议让不同的计算机之间可以通信。但计算机中实际上有许多个进程，每个进程都可能有通信的需求。
传输层协议，比如TCP和UDP，使用端口号(port number)来识别某个进程。
TCP和UDP协议是两种不同的传输层协议。UDP协议类似于我们的信件交流过程。TCP协议则好像两个情人间的频繁通信：一个小情人要表达的感情太多，以致于连续写了好几封信，而另一方必须将这些信按顺序排列起来，才能看明白全部的意思。TCP协议还有控制网络交通等功能。

5、应用层(application layer)

应用层协议是对传输内容进一步的规范。应用层的协议包括用于Web浏览的HTTP协议，用于传输文件的FTP协议，用于Email的IMAP等等。

总结

物理层：负责0、1 比特流（0/1序列）与电压的高低、逛的闪灭之间的转换。

规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性；该层为上层协议提供了一个传输数据的物理媒体。
数据的单位称为比特（bit）。
属于物理层定义的典型规范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45、fddi令牌环网等

数据链路层：负责物理层面上的互联的、节点间的通信传输（例如一个以太网项链的2个节点之间的通信）

该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。
数据的单位称为帧（frame）
数据链路层协议的代表包括：ARP、RARP、SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等

网络层：将数据传输到目标地址，可以使多个网络通过路由器连接而成的某一个地址。

主要负责寻找地址和路由选择，网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。
数据的单位称为数据包（packet）
网络层协议的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等

传输层：只在通信双方的节点上（比如计算机终端）进行处理，而无需在路由器上处理。

传输层是OSI中最重要、最关键的一层,是唯一负责总体的数据传输和数据控制的一层。
传输层提供端到端的交换数据的机制，检查分组编号与次序，传输层对其上三层如会话层等，提供可靠的传输服务,对网络层提供可靠的目的地站点信息主要功能。
数据的单位称为数据段（segment）
TCP：传输控制协议，传输效率低，可靠性强
UDP：用户数据报协议，适用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据（比如QQ）
DCCP、SCTP、RTP、RSVP、PPTP等协议