那時，全地只有一種語言，都說一樣的話。他們向東遷移的時候，在示拿地找到一片平原，就住在那里。他們彼此商量說："來，讓我們來做磚，把磚燒透了。"他們就拿磚當石頭，又拿柏油當泥漿。他們說："來，讓我們建造一座城和一座塔，塔頂通天。我們要為自己立名，免得我們分散在全地面上。"耶和華降臨，要看世人所建造的城和塔。耶和華說："看哪，他們成了同一個民族，都有一樣的語言。這只是他們開始做的事，現(xiàn)在他們想要做的任何事，就沒有什么可攔阻他們了。來，我們下去，在那里變亂他們的語言，使他們彼此語言不通。"于是耶和華使他們從那里分散在全地面上；他們就停止建造那城了。因為耶和華在那里變亂了全地的語言，把人從那里分散在全地面上，所以那城名叫巴別塔。
-----------《圣經(jīng)·舊約·創(chuàng)世記》

互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)讓人與人之間的關系變得前所未有的緊密，讓科技的發(fā)展和文化的融合達到前所未有的高度，可以說，互聯(lián)網(wǎng)就是現(xiàn)代的巴別塔。

最初的夢想

最初，每一臺計算機都是一座信息孤島，如何把他們聯(lián)系起來呢？一群聰明人創(chuàng)造出了OSI模型，：將互聯(lián)網(wǎng)這座巴別塔分為7層：

• 應用層（Application Layer）
• 表示層（Presentation Layer）
• 會話層（Session Layer）
• 傳輸層（Transport Layer）
• 網(wǎng)絡層（Network Layer）
• 數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer）
• 物理層（Physical Layer）

妥協(xié)后的藍圖

上面的OSI模型很好的完成了層與層之間的解耦，每一層都遵循約定的規(guī)則（協(xié)議protocol）來完成互聯(lián)網(wǎng)的部分環(huán)節(jié)，層與層之間通過接口通信。

然而，理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感。人們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的技術很難實現(xiàn)OSI模型。最終，人們簡化了這個模型：應用層、表示層、會話層合并為應用層；數(shù)據(jù)鏈路層、物理層合并為網(wǎng)絡接口層。這就是TCP/IP模型：

具體的實現(xiàn)

1. 網(wǎng)絡接口層

底層的數(shù)字信號都是由0和1組成的，我們需要根據(jù)某種通用的規(guī)則對這些電信號進行分組，這種通用規(guī)則就是以太網(wǎng)（Ethernet）協(xié)議。

以太網(wǎng)協(xié)議

以太網(wǎng)協(xié)議規(guī)定一組電信號構成一個數(shù)據(jù)包，叫做“幀”（Frame），每一幀由Head和Data兩部分構成：

以太網(wǎng)會以廣播的形式將數(shù)據(jù)包發(fā)送給子網(wǎng)內(nèi)所有主機。每臺主機會比對頭部的mac地址和自己的mac地址，如果一致就進行進一步處理，如果不一致就丟棄這個包。

2. 網(wǎng)絡層

上面提到以太網(wǎng)會把數(shù)據(jù)包發(fā)給子網(wǎng)內(nèi)所有主機，因此當接受者跟發(fā)送者不在同一個以太網(wǎng)中時怎么辦呢？

以太網(wǎng)是一種局域網(wǎng)，而互聯(lián)網(wǎng)是由無數(shù)的局域網(wǎng)組成的。可以說以太網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的子集。

2.1 IP協(xié)議

IP協(xié)議制定了一套新地址，用來區(qū)分兩臺主機是否屬于同一子網(wǎng)

2.2 ARP協(xié)議

如果在同一子網(wǎng)，直接根據(jù)IP地址獲取Mac地址，然后由網(wǎng)絡接口層進行后續(xù)操作即可。

2.3 路由協(xié)議

如果不在同一子網(wǎng)，，那我們就無法知道接收方的mac地址，以太網(wǎng)會將數(shù)據(jù)包發(fā)送到子網(wǎng)與子網(wǎng)之間的網(wǎng)關(Gateway)進行路由，最終將數(shù)據(jù)包發(fā)送到目標IP所在的子網(wǎng)中，然后通過ARP協(xié)議獲取到接收方的mac地址。

一般來講，這里的網(wǎng)關就是路由器，用來連接局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。

3.傳輸層

通過網(wǎng)絡層，目標主機接收到數(shù)據(jù)包。可是，實際上數(shù)據(jù)包是從一個主機的應用程序發(fā)送給另外一個主機的應用程序，我們怎么知道這個數(shù)據(jù)包是發(fā)給哪個應用程序的？

3.1 UDP協(xié)議

協(xié)議規(guī)定；每個應用程序聯(lián)網(wǎng)時，都需要向操作系統(tǒng)申請一個端口，并且網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包必須加入端口信息，即UDP數(shù)據(jù)包。這一點類似于網(wǎng)絡接口層的“幀”。

可是，UDP寫一下我們無法知道對方是否收到我們的數(shù)據(jù)包，所以TCP協(xié)議應運而生。

3.2 TCP協(xié)議

簡單的說，TCP協(xié)議=UDP協(xié)議+確認機制。
確認機制由三次握手，四次分手組成。

3.2.1 三次握手

正式發(fā)送數(shù)據(jù)前，先建立TCP連接。

三次握手.png

3.2.2 四次分手

數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，斷開TCP鏈接。

四次分手.png

4.應用層

本層主要用來規(guī)范數(shù)據(jù)格式，以便于更好的被程序識別。常見有http，ftp等。因為經(jīng)過前面三層的處理，應用層接收到的數(shù)據(jù)包就變成了這個樣子：
以太網(wǎng)標頭+IP標頭+TCP標頭+數(shù)據(jù)包

因為TCP協(xié)議，http協(xié)議過于復雜，此處不展開，過段時間詳細總結一下。
END