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TCP/IP協議族

上節《OSI網絡七層模型簡明教程》中講到,目前實際使用的網絡模型是 TCP/IP 模型,它對 OSI 模型進行了簡化,只包含了四層,從上到下分別是應用層、傳輸層、網絡層和鏈路層(網絡接口層),每一層都包含了若干協議。

協議(Protocol)就是網絡通信過程中的約定或者合同,通信的雙方必須都遵守才能正常收發數據。協議有很多種,例如 TCP、UDP、IP 等,通信的雙方必須使用同一協議才能通信。協議是一種規范,由計算機組織制定,規定了很多細節,例如,如何建立連接,如何相互識別等。
協議僅僅是一種規范,必須由計算機軟件來實現。例如 IP 協議規定了如何找到目標計算機,那么各個開發商在開發自己的軟件時就必須遵守該協議,不能另起爐灶。
TCP/IP 模型包含了 TCP、IP、UDP、Telnet、FTP、SMTP 等上百個互為關聯的協議,其中 TCP 和 IP 是最常用的兩種底層協議,所以把它們統稱為“TCP/IP 協議族”。

也就是說,“TCP/IP模型”中所涉及到的協議稱為“TCP/IP協議族”,你可以區分這兩個概念,也可以認為它們是等價的,隨便你怎么想。

本教程所講的 socket 編程是基于 TCP 和 UDP 協議的,它們的層級關系如下圖所示:

TCP/IP協議的層次圖

【擴展閱讀】開放式系統(Open System)

把協議分成多個層次有哪些優點?協議設計更容易?當然這也足以成為優點之一。但是還有更重要的原因,就是為了通過標準化操作設計成開放式系統。

標準本身就是對外公開的,會引導更多的人遵守規范。以多個標準為依據設計的系統稱為開放式系統(Open System),我們現在學習的 TCP/IP 協議族也屬于其中之一。

接下來了解一下開放式系統具有哪些優點。

路由器用來完成 IP 層的交互任務。某個網絡原來使用 A 公司的路由器,現要將其替換成 B 公司的,是否可行?這并非難事,并不一定要換成同一公司的同一型號路由器,因為所有生產商都會按照 IP 層標準制造。

再舉個例子。大家的計算機是否裝有網絡接口卡,也就是所謂的網卡?尚未安裝也無妨,其實很容易買到,因為所有網卡制造商都會遵守鏈路層的協議標準。這就是開放式系統的優點。

標準的存在意味著高速的技術發展,這也是開放式系統設計最大的原因所在。實際上,軟件工程中的“面向對象(Object Oriented)”的誕生背景中也有標準化的影子。也就是說,標準對于技術發展起著舉足輕重的作用。

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