TCP/IP模型的簡單解釋

TCP/IP模型是互聯網的基礎。想要理解互聯網，就必須理解這個模型。但是，它不好懂，我就從來沒有搞懂過。

前幾天，BetterExplained上有一篇文章，很通俗地解釋了這個模型。我讀後有一種恍然大悟的感覺，第一次感到自己理解了互聯網的總體架構。

下面，我按照自己的理解，寫一下互聯網到底是怎麼搭建起來的。說得不對的地方，歡迎指正。

 

什麼是TCP/IP模型?

TCP/IP模型是一系列網絡協議的總稱，這些協議的目的，就是使計算機之間可以進行信息交換。

所謂"協議"可以理解成機器之間交談的語言，每一種協議都有自己的目的。TCP/IP模型一共包括幾百種協議，對互聯網上交換信息的各個方面都做了規定。

TCP/IP模型的四層結構

這些協議可以大致分成四個層次，上一層的協議都以下一層的協議爲基礎。就像下面這張圖：

從下到上的四層，分別爲連接層(Link Layer)、網絡層(Internet Layer)、傳輸層(Transport Layer)、應用層(Application Layer)。

可以這樣理解它們的作用：

1)連接層負責建立電路連接，是整個網絡的物理基礎，典型的協議包括以太網、ADSL等等;

2)網絡層負責分配地址和傳送二進制數據，主要協議是IP協議;

3)傳輸層負責傳送文本數據，主要協議是TCP協議;

4)應用層負責傳送各種最終形態的數據，是直接與用戶打交道的層，典型協議是HTTP、FTP等。

理解這個結構的關鍵，在於理解科學家在70年代設計互聯網的原始目的，就是爲了傳輸文本。所有協議最初都是爲了這個目標而設計的，互聯網架構的核心就是文本對話。

實例：用Telnet建立HTTP對話

爲了觀察文本在互聯網上是如何傳輸的，我們做一個小實驗。

第一步：在"開始"菜單中，點擊"運行"命令，輸入"telnet google.com 80"。

telnet命令本身就是一個應用層協議，它的作用是在兩臺主機間，建立一個TCP連接，也就是打開兩臺主機間文本傳輸的一個通道。

"telnet google.com 80"表示建立本機與google.com在80端口的一個文本傳輸通道。所謂"端口"其實是TCP協議的一個參數，用來幫助TCP協議判斷對方主機傳來的文本，到底使用的是哪一種應用層協議。80端口是HTTP協議的端口，就是我們平時瀏覽網頁的端口。常見端口列表可以參考這裏。

另外，與Windows 2000和Windows XP不同，Vista系統默認沒有安裝Telnet客戶端，大家可以參考微軟公司的安裝說明自行安裝。如果你使用的是Linux系統，那麼可以直接在命令行窗口中，輸入上面的命令。

第二步：打開本地顯示。(非Windows系統跳過此步。)

請按以下步驟操作：在Telnet窗口中按下"Ctrl+]";然後，輸入"set localecho"命令，再連續按下兩次回車鍵。

好了，這個時候你就可以直接同google.com主機進行對話了。

第三步：你可以試着同Google隨便說句話，看看有什麼反應。

我輸入了"Hello World!"。

結果，Google的回答是這樣的：

"400 Bad Request"說明Google看不懂你的發言。這是毫不奇怪的，因爲這時你是在TCP文本通道中，進行HTTP對話。所以，你的發言必須遵守HTTP協議，這樣Google才能看懂。

第四步：輸入"GET / HTTP/1.1"，表示向google索要首頁根文件，使用的協議是HTTP的1.1版本。

Google的迴應如下：

"200 OK"表示要求數據成功。在頭部信息的下面，就是google在瀏覽器中顯示的首頁文件的源代碼。

總結

上面這個例子用的是HTTP協議，如果要使用其他"應用層協議"與主機進行對話，你只要改變端口就行了。比如，"telnet ftp.website.com 21"，表示用ftp協議進行對話。

所有這些對話的底層協議，都是TCP協議，因爲這是負責文本傳輸的協議;而TCP協議又必須依靠IP協議，進行二進制數據的傳輸;而二進制數據的傳輸，離不開最底層負責網絡連接的物理協議。

所以，通過這樣四層的網絡架構，就實現了整個互聯網的通信。