★从“分层”到“参考模型”
◇分层
在聊“分层”之前,先说说“分工”。比如在一个公司中,通常设有不同的工种/岗位,这就【分工】。
对于网络通讯也是如此,不太可能用一种通讯协议完成所有的信息传递任务(注:对于特别简单的网络,或许有可能只用单一协议;但如今的网络通讯已经很复杂,用【单个】通讯协议包办所有事情,已经不太可能)
一旦采用了多种通讯协议,这几种协议之间,该如何配合捏?
在网络通讯领域,采用的是【分层】的设计思路。多个层次的协议在一起协同工作,技术上称作“协议栈”(洋文叫做“protocol stack”)。
◇协议栈的原理
对于多层次的协议栈。每个层次都有各自的“端点”(进行通讯的主体)。处于【同一层次】的两个端点会使用该层次的协议进行通讯(注:同一个层次的协议,可能只有一个,也可能有多个)。
除了最顶层,每个层次的端点会向其【直接】上层提供“服务”;除了最底层,每个层次的端点会调用【直接】下层提供的“服务”(这里所说的“服务”指某种“编程接口”,技术行话叫 API)。
◇分层
在聊“分层”之前,先说说“分工”。比如在一个公司中,通常设有不同的工种/岗位,这就【分工】。
对于网络通讯也是如此,不太可能用一种通讯协议完成所有的信息传递任务(注:对于特别简单的网络,或许有可能只用单一协议;但如今的网络通讯已经很复杂,用【单个】通讯协议包办所有事情,已经不太可能)
一旦采用了多种通讯协议,这几种协议之间,该如何配合捏?
在网络通讯领域,采用的是【分层】的设计思路。多个层次的协议在一起协同工作,技术上称作“协议栈”(洋文叫做“protocol stack”)。
◇协议栈的原理
对于多层次的协议栈。每个层次都有各自的“端点”(进行通讯的主体)。处于【同一层次】的两个端点会使用该层次的协议进行通讯(注:同一个层次的协议,可能只有一个,也可能有多个)。
除了最顶层,每个层次的端点会向其【直接】上层提供“服务”;除了最底层,每个层次的端点会调用【直接】下层提供的“服务”(这里所说的“服务”指某种“编程接口”,技术行话叫 API)。
![网络协议栈](http://8.222.231.210/wp-content/uploads/2024/02/图片-1-1024x1011.png)
◇逻辑信道
(前一个小节说了)每个层次会向上一个层次提供服务(API 调用)。对上层而言,调用下层提供的 API 发送信息,其效果相当于在使用某种【信道】进行通讯,这也就是俺在 ★基本概念
那个章节所说的“逻辑信道”。
![](http://8.222.231.210/wp-content/uploads/2024/02/图片-2-1024x741.png)
◇数据格式的原理
大部分协议会把要传送的数据切割为 N 份,每一份就是一个数据包。
通常来说,数据包的格式有如下三部分:
头部
身体(也称作“有效载荷”)
尾部(注:很多协议没有尾部)
如果你收过快递,可以把“网络数据包”与“快递包裹”作一个对照——
数据包的“头/尾”,就类似于快递包裹的【包装袋】。数据包的“身体”,就类似于快递包裹里面的东西。
对于【相邻】两层的协议,【下】层包含【上】层。也就是说:下层协议的【载荷】就是上层协议的【整体】。
还是以快递举例:
假设你从网上买了一台笔记本电脑。电脑出厂时,电脑厂商肯定会提供一个包装盒。快递公司在寄送这台笔记本的时候,又会在笔记本的盒子外面再加一个包装袋。对应到网络协议——“快递公司的包装袋”相当于【下层】协议;“电脑厂商的包装盒”,相当于【上层】协议。
![](http://8.222.231.210/wp-content/uploads/2024/02/图片-3-1024x529.png)
◇网络分层的参考模型
上述所说的“分层 & 协议栈”只是一个抽象的(笼统的)思路。具体要分几层?每一层要干啥事儿?这些都是很有讲究滴!网络技术发展了几十年,已经有很多牛人提出了各种不同的划分方案,称之为“网络分层的参考模型”(为了打字省力,以下简称“模型”)。
在各种模型中,名气最大的当然是“OSI 模型”(洋文称作“OSI model”)。在后续的章节中,俺会以这个模型为主体,进行介绍。
除了“OSI 模型”还有一个很出名的模型是“TCP/IP 模型”(因为互联网很成功,它才跟着出名)。
对“TCP/IP 模型”的分层,不同的文章或书籍,说法不太一样(“3层、4层、5层”皆有),这就引发了一些争议。包括几位热心读者也在博客留言,表达不同意见。为了避免一家之言,贴出维基百科的“这个链接”,其中给出了几种比较有名的说法。
另外,俺想提醒一下:
由于本文是基于【OSI 模型】进行展开。对于 TCP/IP 模型到底算几层,这方面的争论【不】影响本文后续的内容。
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