我們每天使用互聯(lián)網(wǎng),你是否想過,它是如何實現(xiàn)的?
全世界幾十億臺電腦,連接在一起,兩兩通信。上海的某一塊網(wǎng)卡送出信號,洛杉磯的另一塊網(wǎng)卡居然就收到了,兩者實際上根本不知道對方的物理位置,你不覺得這是很神奇的事情嗎?
互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議入門
互聯(lián)網(wǎng)的核心是一系列協(xié)議,總稱為”互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”(Internet Protocol Suite)。它們對電腦如何連接和組網(wǎng),做出了詳盡的規(guī)定。理解了這些協(xié)議,就理解了互聯(lián)網(wǎng)的原理。
下面就是我的學習筆記。因為這些協(xié)議實在太復雜、太龐大,我想整理一個簡潔的框架,幫助自己從總體上把握它們。為了保證簡單易懂,我做了大量的簡化,有些地方并不全面和精確,但是應該能夠說清楚互聯(lián)網(wǎng)的原理。
一、概述
1.1 五層模型
互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn),分成好幾層。每一層都有自己的功能,就像建筑物一樣,每一層都靠下一層支持。
用戶接觸到的,只是最上面的一層,根本沒有感覺到下面的層。要理解互聯(lián)網(wǎng),必須從最下層開始,自下而上理解每一層的功能。
如何分層有不同的模型,有的模型分七層,有的分四層。我覺得,把互聯(lián)網(wǎng)分成五層,比較容易解釋。
如上圖所示,最底下的一層叫做”實體層”(Physical Layer),最上面的一層叫做”應用層”(Application Layer),中間的三層(自下而上)分別是”鏈接層”(Link Layer)、”網(wǎng)絡層”(Network Layer)和”傳輸層”(Transport Layer)。越下面的層,越靠近硬件;越上面的層,越靠近用戶。
它們叫什么名字,其實并不重要。只需要知道,互聯(lián)網(wǎng)分成若干層就可以了。
1.2 層與協(xié)議
每一層都是為了完成一種功能。為了實現(xiàn)這些功能,就需要大家都遵守共同的規(guī)則。
大家都遵守的規(guī)則,就叫做”協(xié)議”(protocol)。
互聯(lián)網(wǎng)的每一層,都定義了很多協(xié)議。這些協(xié)議的總稱,就叫做”互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”(Internet Protocol Suite)。它們是互聯(lián)網(wǎng)的核心,下面介紹每一層的功能,主要就是介紹每一層的主要協(xié)議。
二、實體層
我們從最底下的一層開始。
電腦要組網(wǎng),第一件事要干什么?當然是先把電腦連起來,可以用光纜、電纜、雙絞線、無線電波等方式。
這就叫做”實體層”,它就是把電腦連接起來的物理手段。它主要規(guī)定了網(wǎng)絡的一些電氣特性,作用是負責傳送0和1的電信號。