网络通信协议

借助计算机网络，多台计算机能够彼此连接起来。不过，处在同一网络里的设备要想顺利建立连接、完成通信，就必须遵循一套统一规则。这个道理其实和道路交通很像：车辆上路，离不开交通规则；网络通信，同样离不开规则约束。在计算机网络里，这套用于规范连接与通信的规则，就叫作网络通信协议。它对数据的传输格式、传输速率以及传输步骤等内容作出了统一约定，而通信双方只有同时遵守这些约定，数据交互才能真正完成。

网络通信协议有很多种，目前应用最广泛的有TCP/IP协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/英特网互联协议）、UDP协议（User Datagram Protocol，用户数据报协议）和其他一些协议的协议组。

为了把网络编程这件事变得没那么复杂，绝大多数网络都会采用分层设计。说白了，就是顺着信息传递的过程，把整个网络的功能拆成一个个独立的功能层；不同机器上承担相同职责的层，遵循的是同一种协议；而同一台机器里彼此相邻的功能层，则通过接口来完成信息传递。本章涉及的网络编程知识，主要都是建立在TCP/IP协议相关内容之上的。所以，在进入具体内容之前，先把TCP/IP协议本身理清楚。TCP/IP协议（又称为TCP/IP协议簇）本质上是一组用于实现网络互联的通信协议，它的名称来自协议簇中两个最核心的协议：TCP协议和IP协议。基于TCP/IP协议参考模型的网络层次结构相对简洁，一共分为四层，如图1所示。

图1 TCP/IP网络模型

图1中，TCP/IP协议中的四层结构分别是链路层（也叫网络接口层）、网络层、传输层和应用层，每层分别负责不同的通信功能，接下来针对这四层结构进行详细地讲解。

● 链路层：链路层是用于定义物理传输通道，通常是对某些网络连接设备的驱动协议，例如针对光纤、双绞线提供的驱动。

● 网络层：网络层是整个TCP/IP协议的核心，它主要用于将传输的数据进行分组，将分组数据发送到目标计算机或者网络。

● 运输层：主要使网络程序进行通信，在进行网络通信时，可以采用TCP协议，也可以采用UDP协议。

● 应用层：主要为互联网中的各种网络应用提供服务。