目錄

網路分類

TCP/IP協議族

應用層

傳輸層

傳輸層地址（埠號）

多路復用和解多路復用

擁塞控制

流量控制（確認系統）

差錯控制

傳輸層協議

SCTP 流控制傳輸協議，是一個新的協議，結合了UDP和TCP的優點，像UDP一樣，適用于音頻和視頻的實時傳輸；像TCP一樣，提供差錯控制和流量控制，

網路層

網路層地址（IP）

路由選擇

網路層協議

資料鏈路層

物理層

層的總結

因特網應用

這一章的內容比較淺顯，計算機網路知識在程式員的職業生涯中占有很大的比重，需要多參考其他專門講解網路的書籍以及在實際作業中參悟，

網路是 硬體 和 軟體 的組合，它把資料從一個地方發送到另一個地方，硬體是把電信號從網路中的一個節點傳送到另一個節點的物理設備，即是真正用來傳輸資料的，軟體是有指令組成，與硬體互動，發送方將資料單元按照一定協議組裝成幀，發送給硬體，由硬體將幀轉換成電磁信號，沿著物理鏈路傳輸；接受方硬體接收到電磁信號，被轉回數字形式，交給上層軟體處理，軟體再按照協議決議還原成真實的資料，

網路分類

1. 局域網 （英語： Local Area Network ，簡稱 LAN ），覆寫范圍一般是方圓幾千米之內，其具備的安裝便捷、成本節約、擴展方便等特點使其在各類辦公室內運用廣泛，局域網可以實作檔案管理、應用軟體共享、列印機共享等功能，在使用程序當中，通過維護局域網網路安全，能夠有效地保護資料安全，保證局域網網路能夠正常穩定的運行
2. 廣域網（英語：Wide Area Network ，簡稱 WAN ），也稱遠程網、外網、公網，是連接不同地區局域網或城域網計算機通信的遠程網，通常跨接很大的物理范圍，所覆寫的范圍從幾十公里到幾千公里，它能連接多個地區、城市和國家，或橫跨幾個洲并能提供遠距離通信，形成國際性的遠程網路，廣域網并不等同于互聯網，
3. 城域網 (英語: Metropolitan Area Network，簡稱 MAN)，是在一個城市范圍內所建立的計算機通信網，屬寬帶局域網，由于采用具有有源交換元件的局域網技術，網中傳輸時延較小，它的傳輸媒介主要采用光纜，傳輸速率在100兆位元/秒以上，MAN的一個重要用途是用作骨干網，通過它將位于同一城市內不同地點的主機、資料庫，以及LAN等互相聯接起來，這與WAN的作用有相似之處，但兩者在實作方法與性能上有很大差別，基于一種大型的LAN，通常使用與LAN相似的技術，MAN單獨的列出的一個主要原因是已經有了一個標準：分布式佇列雙總線DQDB（Distributed Queue Dual Bus），即IEEE802.6，DQDB是由雙總線構成，所有的計算機都連結在上面，

   

TCP/IP協議族

為了分解完成任務所需的服務，創造了協議，這些協議允許使用不同技術的局域網和廣域網相互連接在一起，從一點向另外一點傳送資訊，控制因特網的一組協議稱為TCP/IP協議族，如今的TCP/IP協議族通常被定義成5層，

下圖當訊息從設備A發送到設備B時涉及的層，訊息在傳輸時，可能經過許多路由器，路由器只使用前三層，

在一臺機器中，每一層呼叫其直接下層的服務，例如第3層使用第2層的服務，并為第4層提供服務，

應用層

應層層提供對電子郵件、遠程檔案訪問和傳輸、瀏覽萬維網等服務等的支持，應用層負責向用戶提供服務，常用的應用層協議由http、smtp、ftp、ssh、imap，還有一些用戶自定的一些協議（比如游戲中使用的多是自動協議），

實作：將應用層協議封裝成資料包發送給下一層即傳輸層，

傳輸層

傳輸層負責整個訊息的行程到行程的傳輸 -- 建立客戶和服務器計算器的傳輸層的邏輯通信，

實作：將上層應用層的資料包，在其包頭增加包含源和目的埠的傳輸層協議頭，再發送給下一層即網路層，

傳輸層地址（埠號）

當訊息到達機器時，必須指向正確的行程，埠號作為同一臺機器上不同行程的唯一標識，

多路復用和解多路復用

傳輸層從不同行程中收集要發出的資訊，并將到達的資訊根據埠號分發給各自的行程，傳輸層使用埠號完成多路復用和解多路復用，在資料包中增加源和目的埠號，

擁塞控制

傳輸層負責實作擁塞控制，物理上傳送資料包的下層網路可能發生擁塞，這可能引起網路丟棄一些資料包，有些協議為每個行程使用緩沖區，訊息在發送前存盤在緩沖區中，如果傳輸層檢測到網路上還有擁塞，就緩慢發送，

流量控制（確認系統）

發送端的傳輸層能監控接受端的傳輸層，檢查接受者接收到的資料包是否過量，接受者確認每個資料包或一組資料包，這樣就允許發送者檢查接收者接收到的資料包是否過量，

差錯控制

在訊息傳輸程序中，可能被損壞、丟失、重復或亂序，傳輸層的發送負責確保訊息被目的傳輸層正確接收，上面的確認系統也能提供差錯控制，傳輸層可以在緩沖區（或臨時存盤）中保留訊息的副本，直到它從接受者那里接收到包無損壞到達和次序正確的確認，如果在發送端在預期時間內沒有收到接收端回傳的確認資訊，那么發送端就重新發送資料包，為了能夠檢查包的次序，傳輸層給每個包加上了次序好，給每個確認加上確認號，

傳輸層協議

在TCP/IP協議族中定義了三種傳輸層協議：UDP、TCP、SCTP：

1. UDP 用戶資料包協議，是最簡單的傳輸層協議，UDP通過埠號完成多路復用和解多路復用；通過給包增加檢驗和來進行差錯控制，UDP協議中如果接受者對接收到的包重新計算校驗和后得出結論這個包被損壞，只是默默的丟掉這個包，不會通知發送端，簡單、速度快、效率高，由于不提供屬于單個訊息的資料包間的邏輯連接，又被稱為無連接協議，由于缺乏序號，所以UDP中的每一個包都是一個單獨的物體，
2. TCP 傳輸控制協議，支持傳輸層所有指責的協議，使用序號、確認號和檢驗和，就在發送方使用緩沖區，因為在兩個傳輸層之間提供邏輯連接，所有被稱為面向連接的協議：一個在源端，另一個在目的端，序號的使用維持了連接：如果資料包到達的順序錯了或丟失了，將被重新發送，在接收端的傳輸層不把次序錯的資料包發送給應用行程，但保留訊息中的所有資料包，直到它們以正確的次序被接收，TCP是資料通信中完美的傳輸層協議，但是沒有UDP快和高效，不適合音頻和視頻的實時傳輸，如果資料包丟失，TCP需要重新發送，這樣就破壞了資料包的實時同步性，

3. SCTP 流控制傳輸協議，是一個新的協議，結合了UDP和TCP的優點，像UDP一樣，適用于音頻和視頻的實時傳輸；像TCP一樣，提供差錯控制和流量控制，

網路層

負責源到目的的資料包的發送，可能跨多個網路，網路層保證每個資料包從源到目的主機，

實作：將上層傳輸層的資料包，在其包頭增加包含源和目的IP地址的網路層協議頭，再發送給下一層即資料鏈路層，

網路層地址（IP）

路由選擇

是指確定資料包的部分或全部路徑，因為因特網是網路（LAN，WAN和MAN）的集合，因此從源到目的的資料包發送可能是幾個發送的組合：源到路由器的發送、幾個路由器到路由器的發送，最后是路由器到目的地的發送，當一個路由器接收到一個資料包時，它檢查自己的路由表，決定這個資料包的最終目的地的最佳路線，路由表提供了下一個路由器的IP地址，當資料包到達下一個路由器時，下一個路由器在根據自己路由表做出新的選擇，換言之，路由選擇的決定是由每一個路由器根據自己的路由表決定的，路由表是由路由選擇協議來完成的，路由選擇協議像因特網上的所有路由器發送自己的訊息，更新它們關于路由的資訊，用在因特網的路由選擇協議有：RIP、OSPF和BGP，

上圖顯示了經過幾個網路從源到目的的資料包的路由選擇，從源A到目的D，經過R1、R4、R5這條路徑，

Note：路由器只使用TCP/IP協議族的前三層，既不需要傳輸層，

網路層協議

TCP/IP協議族支持一個主協議（IP）和幾個輔助協議，幫助IP完成它的指責，

1. IP，目前使用的IPV4（32 bit）和 IPV6（128 bit），在便于人類閱讀的基礎上，IPV4使用點分十進制表示，IPV4使用冒號十六進制表示，IP提供了盡力而為的服務，不保證資料包無誤到達或有序，也不保證任何資料包都被發送，
2. 輔助協議：
   1. ICPM（因特網控制訊息協議），可以用來報告一定數目的差錯給源計算機，路由器可以發送一個資料包給源計算機，警告其擁堵，還可以用來檢查因特網節點的狀態，
   2. IGMP（因特網小組管理協議），可以用來增加IP的多播能力，
   3. ARP（地址決議協議）和（RARP）反向地址協議，

資料鏈路層

資料鏈路層負責資料幀的節點到節點的發送，

實作：將上層網路層的資料包，在其包頭增加包含源和目的MAC地址的鏈路層協議頭，再發送給下一層即物理層，

資料鏈路層的地址不是通用的，每個資料鏈路協議可能使用不同的地址格式和大小，以太網協議（當今的主流局域網）使用的48bit地址，通常被寫成十六進制格式，例如：07:01:02:11:2C:5B，

資料鏈路層地址經常被稱為物理地址或介質訪問控制（MAC）地址，

物理層

在物理介質上傳輸二進制所需要的功能，物理層負責組成幀的單個二進制位從一個節點到另一個節點的傳送，換言之，在資料鏈路層傳送的單元是幀，物理層傳送的二進制位，幀中的每個位被轉化為電磁信號，通過無線或電纜等物理介質傳播，

層的總結

在應用層，行程交換資訊；在傳輸層，資料單元被稱為段（TCP），用戶資料報（UDP）或包（SCTP）；在網路層，資料單元被稱為資料報；在資料鏈路層，資料單元被稱為幀；在物理層，資料單元是二進制，

Note：在層中資料單元間的關系不是一對一的，換言之，第4層資料單元如果較大，在第3層ip層則會被分為多片，這就是IP分片，這樣以來，一個4層資料單元則會對應多個3層單元，

因特網應用

電子郵件：POP，IMAP

檔案傳輸協議：FTP

遠程登錄：TELNET

萬維網：HTTP，HTTPS

視頻會議，聊天

凡是過往，即為序章