TCP/IP网络编程 学习笔记_4 --OSI七层网络模型

前言:本节将概括性的总结下网络通信的整体框架,其底层流程。

  • 我们之前了解到了套接字的创建及应用,其实我们只是在用套接字这个工具而已,其底层细节对我们是屏蔽的。要通过因特网完成数据传输,其实不光光是软件就能解决的,还需要构建硬件系统等。因此,为了解决这一难题,许多专家聚集在一起,这些人是硬件,系统,路由算法等各领域的顶级专家。他们把网络通信划分很多模块,通过层次化的结构把大问题分成若干小问题逐个攻破。每个层都有一套定义好的通信标准(协议),数据就是这样通过这个层次结构从上到下,再从下到上传输的。示例图如下(OSI七层网络模型):


  • TCP/IP协议栈:数据通信中使用的协议栈分为7层,但TCP/IP协议栈只有4层,本系列教程也是主要讲TCP/IP协议。对于程序员来说,掌握4层协议栈就足够了。它们包括:链路层,网络层,传输层,应用层。

    1,链路层:网卡等网络硬件设备及驱动程序,专门定义LAN,WAN,MAN等网络标准。

    2,网络层:也叫IP层,数据传输的路径选择。IP本身是面向消息的,不可靠的协议。每次传输数据时会帮我们选择路径,但并不一致。如果传输中发生路径错误,则选择其他路径,但如果发生数据丢失或错误,则无法解决。换言之,IP协议无法应对数据错误。

    3,传输层:即TCP/UDP层,存在于IP层之上,决定主机之间的数据传输方式。如TCP协议确认后向不可靠的IP协议赋予可靠性。TCP每发送一个数据都会和接收端确认,如果接收端确认收到才发下一个数据,否则重新发送。

    4,应用层:套接字通信过程是自动处理的,如上面那些传输路径选择,数据确认过程等都被隐藏到套接字内部。总之,对于我们来说,套接字就是提供给我们的工具,我们只需要利用套接字编出程序即可。编写软件的过程中,需要根据程序特点决定服务端和客服端之间的数据传输规则,这便是应用层协议。网络编程的大部分内容就是设计并实现应用层协议。如:超文本传输协议HTTP,邮件传送协议SMTP等。

    注释:应用层才是提供给我们程序员自己根据项目需求设计的协议,即其它层已经定义好了各种数据传输的标准供选择(如传输层的tcp与udp协议选择),应用层就是根据其它层协议,选择适合自己的规则编写的协议。即我们常说地自己实现的网络通信框架。

版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。

时间: 2024-12-14 03:44:18

TCP/IP网络编程 学习笔记_4 --OSI七层网络模型的相关文章

TCP/IP网络编程 学习笔记_11 --多进程服务器端

并发服务器 首先,我们来假设有下面这样两种类型的服务器:第一种,第一个连接请求的受理时间为1s,第50个连接请求的受理时间为50s,第100个连接请求的受理时间为100s.即同时很多客服端连接,需要依次排队受理,但只要受理了,他们的服务时间平均只需1s.第二种,所有连接请求的受理时间不超过1s,但平均服务时间要2~3s. 即使有可能延长服务时间,我们实际网络编程中也一般选择第二种方式,使其可以同时向所有发起请求的客服端提供服务,以提高平均满意度.而且,网络程序中数据通信时间比CPU运算时间占比更

TCP/IP网络编程 学习笔记_7 --基于UDP的服务端/客服端

理解UDP UDP套接字的特点:在笔记2中讲套接字类型有提,类似信件或邮件的传输.UDP在数据传输过程中可能丢失,如果只考虑可靠性,TCP的确比UDP好.但UDP在结构上比TCP更简洁.UDP没有ACK,SEQ那样的操作,因此,UDP的性能有时比TCP高出很多.编程中实现UDP也比TCP简单.另外,虽然UDP是不可靠的数据传输,但也不会像想象中那么频繁地发生数据丢失.因此,在更重视性能而非可靠性的情况下(如传输视频,音频时),UDP是一种很好的选择.而如果是传递压缩文件则必须要用TCP,因为压缩

TCP/IP网络编程 学习笔记_15 --多播与广播

前言:想想这么一种情况,网络电台可能需要同时向成千上万的用户传输相同的数据,如果用我们以前讲过的传输形式,每个用户都传输一次,这样肯定是不合理的.因此,就引入了多播技术来解决这个问题,它可以同时向大量用户发送相同数据.其基本原理是这样的:有个多播组,只要加入这个组里的所有客服端,服务端发送的数据它们都能收到,具体传输到多播组里的每个客户是由路由完成的(如果路由器不支持多播或网络堵塞,实现多播也会使用隧道技术). 多播 多播的数据传输特点如下: 1,多播服务器端针对特定多播组,只需发送1次数据,该

TCP/IP网络编程 学习笔记_8 --优雅地断开套接字连接

基于TCP的半关闭 TCP中的断开连接过程比建立连接过程更重要,因为建立连接过程一般不会出现什么大的变数,但断开过程就有可能发生预想不到的情况,因此要准确的掌控. 单方面断开连接带来的问题 Linux的close函数和Windows的closesocket函数是完全断开连接.完全断开是指无法传输数据也不能接收数据.因此,一方这样直接断开连接就显得不太优雅了.如:主机A发送完最后的数据后,调用close函数单方断开了连接,那么最终,由主机B传输的,主机A必须接收的确认数据也销毁了(四次握手). 为

TCP/IP网络编程 学习笔记_6 --定义应用层协议

前言:上一章节写了个回声客服端,回顾一下,客服端是循环读取已知的数据长度,但更多的情况是我们一般无法提前知道数据的长度,那么此时应该如何收发数据?这时需要的就是应用层协议的定义.如:上一节写的回声程序中定义"收到Q就立即终止连接"这么个协议(规则),就是应用层协议.同样,收发数据过程中也需要定好规则以表示数据的边界,或提前告知收发数据的大小.所谓应用层协议就是服务端/客服端实现过程中逐步定义的规则的集合.可以看出,应用层协议并不是高深莫测的存在,只不过是为特定程序的实现而制定的规则.

TCP/IP网络编程 学习笔记_12 --进程间通信

进程间通信的基本概念 进程间通信意味着两个不同进程间可以交换数据,但从上一章节我们知道,不同进程间内存是相互独立的,那么要实现不同进程间通信,就得有一个它们都能访问的公共区域内存做媒介,这个媒介不属于进程,而是和套接字一样,属于操作系统.所以,两个进程通过操作系统提供的内存空间进行通信,我们把这块内存空间称作管道. 创建管道函数 int pipe(int filedes[2]); 成功时返回0,失败时返回-1 参数: filedes[0]:通过管道接收数据时使用的文件描述符,即管道出口 file

TCP/IP 网络编程 (抄书笔记 1) -- TCP

TCP/IP 网络编程 (抄书笔记 1) – TCP TCP/IP 网络编程 (抄书笔记 1) – TCP Table of Contents server client 更好的 client 端实现 来源: <TCP/IP 网络编程> 抄书: 通信的双方都各自 拥有 输入缓存和输出缓存 socket 的 write 函数并不是立即传输数据, 而是写到输出缓存区, 到达另一端的输入缓存区 socket 的 read 函数调用的瞬间, 就从输入缓存区中读取数据 TCP 协议中的滑动窗口会保证 数

TCP/IP 网络编程 (抄书笔记 2) -- UDP

TCP/IP 网络编程 (抄书笔记 2) – UDP TCP/IP 网络编程 (抄书笔记 2) – UDP Table of Contents server client connect 来源: <TCP/IP 网络编程> 抄书: TCP 协议若要向 10 个客户端提供服务, 除了需要 listen 套接字外, 还需要 10 个服务器端套接字 (accept), 但是在 UDP 中, 不管是服务器端还是客户端都只需要 1 个套接字 udp 的 client 不需要 bind, 调用 sendt

TCP/IP 网络编程 (抄书笔记 4) -- 管道: 进程间通信

TCP/IP 网络编程 (抄书笔记 4) – 管道: 进程间通信 TCP/IP 网络编程 (抄书笔记 4) – 管道: 进程间通信 int fds[2]; pipe(fds); write(fds[1], buf, strlen(buf)); read(fds[0], buf, BUF_SIZE); 如果两个进程的通信只是 单纯的一方写, 然后另一方读 的情况, 那么 我们的管道操作没有问题, 但是: char str1[] = "str1"; char str2[] = "