解析TCP/IP协议的分层模型:探寻网络通信的精髓

news2024/12/28 3:11:04

在这里插入图片描述

了解ISO模型:构建通信的蓝图
为了促进网络应用的普及,国际标准化组织(ISO)引入了开放式系统互联(Open System Interconnect,OSI)模型。这个模型包括了七个层次,从底层的物理连接到顶层的应用程序,为网络通信的不同方面提供了统一的架构,包含从物理层到应用层的层次划分,让不同的协议在各自的层级中协同工作,实现通信的复杂过程。

OSI模型的七层结构
1.物理层:
处理比特流,负责传输介质的物理连接,通信协议:例如铜缆、网线、光缆、无线电等等

2.数据链路层:
管理数据帧的传输,提供逻辑连接和物理寻址,通信协议:以太网、令牌环、HDLC、帧中继、ISDN、ATM、IEEE 802.11、FDDI、PPP、等等

3.网络层:
负责数据包的路由和转发,实现不同网络之间的通信,通信协议:IP、ICMP、IGMP、IPX、BGP、OSPF、RIP、IGRP、EIGRP、ARP、RARP、X.25、等等

4.传输层:
提供端到端的数据传输,确保数据的可靠性和顺序性,通信协议:TCP、UDP、TLS、RTP、SCTP、SPX、ATP、IL、等等

5.会话层:
管理通信会话,确保数据的交换和同步,通信协议:ASAP、SSH、RPC、NetBIOS、ASP、Winsock、BSD Sockets、等等

6.表示层:
处理数据的加密、解密、压缩、解压缩等转换工作,通信协议:XDR、ASN.1、SMB、AFP、NCP、等等

7.应用层:
提供各种应用程序的接口,通信协议:HTTP、SMTP、SNMP、FTP、Telnet、SIP、SSH、NFS、RTSP、XMPP、Whois、ENRP、等等

TCP/IP协议与简化的四层模型
TCP/IP协议作为互联网最基本的协议,在一定程度上借鉴了七层ISO模型。OSI模型共有七层,从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。但是这显然是有些复杂的,为了更好地实现和管理,TCP/IP协议将七层模型简化为了四个层次。TCP/IP模型中的各种协议,依其功能不同,被分别归属到这四层之中,常被视为是简化过后的七层OSI模型。

TCP/IP协议的核心协议与应用

  • 应用层:
    应用层是TCP/IP协议的第一层,是直接为应用进程提供服务的。
    (1)对不同种类的应用程序它们会根据自己的需要来使用应用层的不同协议,邮件传输应用使用了SMTP协议、万维网应用使用了HTTP协议、远程登录服务应用使用了有TELNET协议。
    (2)应用层还能加密、解密、格式化数据。
    (3)应用层可以建立或解除与其他节点的联系,这样可以充分节省网络资源。
    该层涵盖了各种应用程序的协议,包括HTTP、FTP、SMTP等协议,用于不同类型的数据传输和通信。

  • 传输层:
    作为TCP/IP协议的第二层,传输层在整个TCP/IP协议中起到了中流砥柱的作用。且在传输层中,TCP和UDP也同样起到了中流砥柱的作用。
    这一层管理数据的传输,实现端到端的可靠传输。TCP协议提供可靠的、有序的数据传输,而UDP协议适用于轻量级传输,如QQ聊天。

  • 网络层:
    网络层在TCP/IP协议中的位于第三层。在TCP/IP协议中网络层可以进行网络连接的建立和终止以及IP地址的寻找等功能。
    负责数据包的路由和转发,确保数据从源地址传输到目标地址。IP、ICMP、IGMP等协议属于这一层。 IP协议处理数据包的路由和转发,确保数据传输的正确性。

  • 链路层:
    在TCP/IP协议中,网络接口层位于第四层。由于网络接口层兼并了物理层和数据链路层所以,网络接口层既是传输数据的物理媒介,也可以为网络层提供一条准确无误的线路。
    也叫数据链路层或网络接口层,处理连接网络的硬件部分,如网卡、光纤等。ARP、RARP等协议处理硬件设备间的通信。

这仅仅是协议的一小部分,每个层级都有更多的协议和功能,共同构建了现代网络通信的基础。

TCP/IP协议的特点
TCP/IP协议之所以能够以如此迅猛的速度发展并成为事实上的通信标准,正是因为它与全球范围的数据通信需求相得益彰。

1.TCP/IP协议的标准完全开放,无需支付任何费用就可以被用户使用,而且它与特定的计算机硬件和操作系统无关。这意味着,不论你使用什么类型的硬件设备,无论是Windows、Linux还是其他系统,都能够顺利运行TCP/IP协议,这种开放性使得其应用范围更加广泛。

2.TCP/IP协议能够独立于网络硬件系统运行,甚至适用于广域网等更为庞大的网络环境。这使得它非常适合于构建和支持互联网这种规模巨大的网络,而不受制于局域网等局限。

3.TCP/IP协议采用了统一的网络地址分配机制,确保了网络中的每个设备和终端都拥有独特的、不重复的地址。这种统一的地址分配方式为网络通信提供了坚实的基础,保证了数据能够准确地传递到目标位置。

4.TCP/IP协议通过标准化高层协议,为用户提供了多样化的可靠网络服务。这意味着在TCP/IP的框架下,我们能够轻松使用各种高级网络服务,如万维网、电子邮件等,无论是在商务还是娱乐领域,都能够获得稳定且高效的通信体验。

正是因为它的开放性、独立性、统一性和高效性。这使得它能够迅速地适应和满足全球范围内不同用户的通信需求,为互联网的发展和繁荣做出了巨大贡献。

探索通信世界的奥秘
透过深入理解TCP/IP协议的分层模型,我们可以揭示网络通信的内在机制。从物理层到应用层,每个层级都承担着独特的任务,协同工作,使我们可以在互联网时畅行无阻。

在应用层,各种应用程序如万维网服务、电子邮件和域名解析等,通过协议实现了数据的传输和交换。传输层则保证了数据的可靠性和有序性,让我们的信息能够准确无误地到达目的地。在网络层,IP协议负责为数据包找到最佳路径,使数据能够穿越复杂的网络结构。链路层则处理着硬件设备的连接和通信,确保数据在物理层面得以传输。

TCP/IP协议的简化四层模型将复杂性变得更加易于理解。应用层提供各种服务接口,传输层管理数据的传输,网络层处理数据包的路由,链路层连接着硬件设备。这种简洁的结构使得我们能够更好地把握网络通信的要领。

在我们深入探究每个层级的协议时,可以发现各自的独特功能和作用。从HTTP到TCP,再到IP和链路层协议,每个协议都有其独特的特点,满足着不同层级的需求。

这就是关于TCP/IP协议分层模型的探讨,希望能够为大家带来更深入的理解。如果你对这个话题有任何疑问或者想法,欢迎在评论区留言,让我们一起交流讨论。

在这里插入图片描述

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/878728.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

图像变形之移动最小二乘算法(MLS)

基本原理 基于移动最小二乘的图像变形是通过一组源控制点和目标控制点来控制变形,对于每一个待求变形后位置的点而言,根据预设的形变类型(如仿射变换、相似变换、刚性变换)求解一个最小二乘优化目标函数估计一个局部的坐标变换矩阵…

leetcode 力扣刷题 旋转矩阵(循环过程边界控制)

力扣刷题 旋转矩阵 二维矩阵按圈遍历(顺时针 or 逆时针)遍历59. 旋转矩阵Ⅱ54. 旋转矩阵剑指 Offer 29. 顺时针打印矩阵 二维矩阵按圈遍历(顺时针 or 逆时针)遍历 下面的题目的主要考察点都是,二维数组从左上角开始顺…

用Node.js吭哧吭哧撸一个运动主页

简单唠唠 某乎问题:人这一生,应该养成哪些好习惯? 问题链接:https://www.zhihu.com/question/460674063 如果我来回答肯定会有定期运动的字眼。 平日里也有煅练的习惯,时间久了后一直想把运动数据公开,…

Vue基本知识

一、vue入门 Vue为前端的框架&#xff0c;免除了原生js的DOM操作。简化书写。 基于MVVM的思想&#xff0c;实现数据的双向绑定&#xff0c;使编程的重点放在数据上。 1、引入vue.js文件 2、定义vue核心对象&#xff0c;定义数据模型 3、编写视图 //1、引入vue.js <scr…

【学习心得】安装cuda/cudann和pytorch

一、查看驱动信息 # 进入CMD输入命令 nvidia-smi 也可以右下角图标打开NVIDIA 设置进行查看 二、下载安装CUDA 1、下载 下载地址 https://developer.nvidia.com/ 2、安装 推荐自定义安装。建议只勾选Cuda&#xff0c;只安装这一个就好&#xff0c;以免报错安装失败。 3、验证…

05 - 研究 .git 目录

查看所有文章链接&#xff1a;&#xff08;更新中&#xff09;GIT常用场景- 目录 文章目录 1. HEAD2. config3. refs4. objects 1. HEAD 2. config 3. refs 4. objects Git对象一共有三种&#xff1a;数据对象 blob、树对象 tree以及提交对象 commit&#xff0c;这些对象都被保…

小白到运维工程师自学之路 第七十四集 (kubernetes基于calico部署应用nginx)

一、详细介绍calico Calico 是一种基于 BGP 的、纯三层的、容器间互通的网络方案。与 OpenStack、Kubenetes、AWS、GCE 等云平台都能够良好的集成。在虚拟化平台中&#xff0c;如 OpenStack、Docker 等都需要实现 workloads 之间互连&#xff0c;但同时也需要对容器做隔离控制…

梅赛德斯-奔驰将成为首家集成ChatGPT的汽车制造商

ChatGPT的受欢迎程度毋庸置疑。OpenAI这个基于人工智能的工具&#xff0c;每天能够吸引无数用户使用&#xff0c;已成为当下很受欢迎的技术热点。因此&#xff0c;有许多公司都在想方设法利用ChatGPT来提高产品吸引力&#xff0c;卖点以及性能。在汽车领域&#xff0c;梅赛德斯…

抓包工具Fiddler下载与安装

一、Fiddler介绍 1.Fiddler简介 Fiddler 是一款免费、灵活、操作简单、功能强大的 HTTP 代理工具&#xff0c;是目前最常用的 HTTP 抓包工具之一。可以抓取所有的 HTTP/HTTPS 包、过滤会话、分析请求详细内容、伪造客户端请求、篡改服务器响应、重定向、网络限速、断点调试等…

GPT-4 如何为我编写测试

ChatGPT — 每个人都在谈论它,每个人都有自己的观点,玩起来很有趣,但我们不是在这里玩— 我想展示一些实际用途,可以帮助您节省时间并提高效率。 我在本文中使用GPT-4 动机 我们以前都见过这样的情况——代码覆盖率不断下降的项目——部署起来越来越可怕,而且像朝鲜一样…

POJ 2429 Miller-rabin素数判定 + pollard-rho质因子分解 + 埃氏筛法

题目不能说是很难&#xff0c;只是用到了许多数学上的知识&#xff08;费马小定理&#xff0c;miller-radin&#xff0c;pollard-rho&#xff09;&#xff0c;还有一些算法上的知识DFS&#xff0c;辗转相除。 我也很菜&#xff0c;一个周末的时间都用在这个题目上了&#xff0…

软考第二章 信息技术发展

本章内容&#xff1a;软件硬件、网络、存储、新技术。 文章目录 2.1 信息技术及其发展2.1.1 计算机硬件2.1.2 计算机网络2.1.3 存储和数据库2.1.4 信息安全 2.2 新一代信息技术2.2.1 物联网2.2.2 云计算2.2.3 大数据2.2.4 区块链2.2.5 人工智能虚拟现实 2.1 信息技术及其发展 …

EXCEL按列查找,最终返回该列所需查询序列所对应的值,VLOOKUP函数

EXCEL按列查找&#xff0c;最终返回该列所需查询序列所对应的值 示例&#xff1a;国标行业分类汉字&#xff0c;匹配id 使用VLOOKUP函数 第一参数&#xff1a;拿去查询的值。 第二参数&#xff1a;匹配的数据。 Ps&#xff1a;Sheet1!$C 21 : 21: 21:E 117 &#xff0c;需要…

通过版本号控制强制刷新浏览器或清空浏览器缓存

背景介绍 在我们做 web 项目时&#xff0c;经常会遇到一个问题就是&#xff0c;需要 通知业务人员&#xff08;系统用户&#xff09;刷新浏览器或者清空浏览器 cookie 缓存的情况。 而对于用户而言&#xff0c;很多人一方面不懂如何操作&#xff0c;另一方面由于执行力问题&am…

屏蔽socket 实例化时,握手阶段报错信息WebSocket connection to ‘***‘ failed

事情起因是这样的&#xff1a; 我们网站是需要socket链接实行实时推送服务&#xff0c;有恶意竞争对手通过抓包或者断网&#xff0c;获取到了我们的socket链接地址&#xff0c;那么他就可以通过java写一个脚本无限链接这个socket地址。形成dos攻击。使socket服务器资源耗尽&…

基于FPGA的FM信号解调

这是本人第一次写博客&#xff0c;写的不好请多多担待。 本次实验是将一个已知的FM信号通过FPGA进行解调&#xff0c;解调出波形并进行FFT得到调制频率fm&#xff0c;并且每一步都通过MATLAB进行波形的验证。 开发工具 VIVADO 2019.2MATLABFM解调 已知FM信号的载波频率fc为22…

基于LVQ神经网络的乳腺肿癌诊断

1.案例背景 1.1 LVQ 神经网络概述 学习向量量化(Learning Vector Quantization,LVQ)神经网络是一种用于训练竞争层的有监督学习(supervisedlearning)方法的输人前向神经网络,其算法是从Kohonen竞争算法演化而来的。LVQ神经网络在模式识别和优化领域有着广泛的应用。 1…

【Sklearn】基于逻辑回归算法的数据分类预测(Excel可直接替换数据))

【Sklearn】基于逻辑回归算法的数据分类预测&#xff08;Excel可直接替换数据&#xff09; 1.模型原理2.模型参数3.文件结构4.Excel数据5.下载地址6.完整代码7.运行结果 1.模型原理 逻辑回归是一种用于二分类问题的统计学习方法&#xff0c;尽管名字中含有“回归”&#xff0c…

Redis 缓存过期及删除

一、Redis缓存过期策略 物理内存达到上限后&#xff0c;像磁盘空间申请虚拟内存(硬盘与内存的swap),甚至崩溃。 内存与硬盘交换 (swap) 虚拟内存&#xff0c;频繁I0 性能急剧下降&#xff0c;会造成redis内存急剧下降&#xff1b; 一般设置物理内存的3/4&#xff0c;在redis…

Java算法_ 二叉树的中序遍历(LeetCode_Hot100)

题目描述&#xff1a;给定一个二叉树的根节点 &#xff0c;返回 它的 中序 遍历 。root 获得更多&#xff1f;算法思路:代码文档&#xff0c;算法解析的私得。 运行效果 完整代码 import java.util.ArrayList; import java.util.List;/*** 2 * Author: LJJ* 3 * Date: 2023/8/…