# Network Protocol

《计算机组成与系统结构》、[《数据结构与算法》](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/algorithm)、《操作系统》、《计算机网络》、《编译原理》是大学计算机的核心课程。

新技术层出不穷，网络协议是你到了 45 岁之后任然有价值的知识。

协议的三要素：

* 语法：一段内容要符合一定的规则和格式。如括号要成对。
* 语义：一段内容要代表某种意义。如数字减去数字是有意义的。
* 顺序。

只有通过网络协议，才能使一大片机器互相协作，共同完成一件事。

起初，TCP/IP 的设计者提出分层，它分为四层。TCP/IP 发明于 1970年代，当时还有很多网络协议，整个网络世界比较混乱。这时候国际标准组织（ISO）想来个大统一，于是设计了 OSI，开放式系统互联通信参考模型（Open System Interconnection Reference Model）。OSI 分为 7 层，设计参考了 TCP/IP 的分层，所以四层和七层有不是很精确的对应关系：

![](https://3232244687-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-LYZow-MmROshIrkwdtE%2F-Lo-NaqCAovIA9qtEET-%2F-Lo-SBYAlNX_Axv1M4s6%2Fimage.png?alt=media\&token=1066c7a4-cc3a-45b0-a0c7-135cacea3506)

OSI 在四层以上分的太细，TCP/IP 在实际应用时会话管理、编码转换、压缩等和具体应用紧密联系，很难分开，所以 5、6层就不见了。

| 层级                                                                                          | 协议                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          |
| ------------------------------------------------------------------------------------------- | ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
| [应用层](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/network-protocol/application-layer) | [DHCP,](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/application-layer#dhcp) [HTTP](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/application-layer#http), [HTTPS](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/application-layer#https), RTMP, P2P, [DNS](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/application-layer#dns), GTP, RPC |
| [传输层](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/network-protocol/transport-layer)   | [UDP](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/transport-layer#udp), [TCP](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/transport-layer#tcp)                                                                                                                                                                                                  |
| [网络层](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/network-protocol/network-layer)     | [ICMP](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/network-layer#icmp), [IP](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/network-layer#ip), [OSPF](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/network-layer#ospf), [BGP](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/network-layer#bgp), IPSec, GRE                                |
| [链路层](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/network-protocol/data-link-layer)   | [ARP](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/data-link-layer#arp), [VLAN](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/data-link-layer#vlan), [STP](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/data-link-layer#stp)                                                                                                                  |
| [物理层](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/network-protocol/pysical-layer)     | [网络跳线](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/pysical-layer#8p-8-c), [集线器](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/pysical-layer#hub)                                                                                                                                                                                                  |

只要是在网络上跑的包，都是完整的。可以有下层没有上层，绝对不可能有上层没有下层。比如对于 TCP 协议，无论是三次握手、重试，只要想发出去包，就一定有 IP 和 MAC 层。

对于 UDP、TCP 在操作系统的实现，采用 [Socket 编程](https://yunzhao.gitbook.io/notes/computer-science/transport-layer#socket-bian-cheng)。