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网络基础

协议

定义：减少通信的成本，用于快速共识

**本质：**一种约定

计算机之间，如何实现约定呢？

通过OSI（国际标准化组织），OSI标准，不产生代码

协议分层

协议本质上也是软件，在设计上为了更好地进行模块化，解耦合，也是被设计成为层次结构的

所有软件都是层次的，模块化的

网络协议就是分层的

结论1:两种视角，普通用户，工程师

*结论2：*同层之间，在“直接”通信

结论3：分层之后，可以无障碍替换任意一层

计算机角度，操作系统角度，如何理解协议呢？为什么要有TCP/IP协议？

本地通信VS网络通信

本地通信：所有的设备是通过“线”连接起来。所以，在计算机内部冯诺依曼体系本身就是一个网络结构

网络通信：多台主机，通过网络通信，本质也是设备到设备，其中唯一的区别：距离变长了

这样引发了新的问题：

问题	方法
如何处理数据	应用层
数据丢失怎么办	传输层
怎么定位目标主机的问题	互联网层
怎么解决当下立即要去哪里的问题	网卡层

TCP/IP协议本质：是一种网络长距离通信的解决方案

什么是TCP/IP协议？

（1) TCP/IP协议本质上是一种解决方案

（2)TCP/IP协议能分层，前提是问题就能够分层

TCP/IP协议与操作系统的关系

使用者	操作系统	网络
用户	1）指令操作2）开发操作3）管理操作	网络协议层
用户操作接口	1）shell外壳2）lib3）部分指令	应用层
system call	系统调用接口	传输层（TCP)
操作系统	1）内存管理2）进程管理3）文件管理4）驱动管理	网络层（IP）
驱动程序	1）网卡驱动2）硬盘驱动3）其他驱动	数据链路层
底层硬件	1）网卡2）硬盘3)其他	网卡

注意点：

1）所有的主机上面安装的操作系统可以不同，事实也就是不同，但是所有的主机上面的协议栈必须按照标准进行相同的实现，这就是为什么不同的主机，可以互相通信的秘密

2）TCP/IP必须实现在内核中，无论操作系统再怎么不同，这部分必须遵守，必须是一样的

3）网卡就是底层硬件，数据链路层在驱动程序中，网络层和传输层被集中在内核中，应用层就在操作系统上层，由用户实现

所以究竟什么是协议？

协议的本质：就是约定好的结构体

因为协议是分层的，所以每层都有双方都有协议，同层之间，可以互相认识对方对的协议