一.协议的概念

1.1协议的概念

什么是协议 从运用的视点出发，协议可了解为“规矩”，是数据传输和数据的解说的规矩。假设，A、B两边欲传输文件。规定:

第一次，传输文件名，接纳方接纳到文件名，应对OK给传输方; 第二次，发送文件的尺度，接纳方接纳到该数据再次应对一个OK; 第三次，传输文件内容。同样，接纳方接纳数据完结后应对oK表明文件内容接纳成功。

由此，无论A、B之间传递何种文件，都是通过三次数据传输来完结。A、B之间构成了一个最简单的数据传输规矩。两边都按此规矩发送、接纳数据。A、B之间达成的这个彼此遵守的规矩即为协议。

这种仅在A、B之间被遵守的协议称之为原始协议。当此协议被更多的人采用，不断的增加、改善、保护、完善。最终构成一个安稳的、完好的文件传输协议，被广泛运用于各种文件传输进程中。该协议就成为一个规范协议。最早的ftp协议便是由此衔生而来。

Tcp协议注重数据的传输Http协议着重于数据的解说。

1.2典型协议

1. 物理层和数据链路层：

   • Ethernet（以太网）：在局域网中传输数据的常用协议。
   • Wi-Fi：用于无线局域网（WLAN）的协议。
   • ARP（Address Resolution Protocol）：用于将 IP 地址解析为物理 MAC 地址的协议。
   • PPP（Point-to-Point Protocol）：用于点对点通讯的协议，常用于拨号衔接、DSL 等。

2. 网络层：

   • IP（Internet Protocol）：用于在网络中路由和传输数据的首要协议。
   • ICMP（Internet Control Message Protocol）：用于网络故障排除和过错报告的协议。
   • IGMP（Internet Group Management Protocol）：用于在 IP 多播中办理组成员的协议。

3. 传输层：

   • TCP（Transmission Control Protocol）：供给牢靠的、面向衔接的数据传输。
   • UDP（User Datagram Protocol）：供给不牢靠的、面向无衔接的数据传输。

4. 运用层：

   • HTTP（Hypertext Transfer Protocol）：用于在 Web 中传输超文本的协议。
   • FTP（File Transfer Protocol）：用于文件传输的协议。
   • DNS（Domain Name System）：用于将域名解析为 IP 地址的协议。
   • SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）：用于电子邮件的传输。
   • POP3（Post Office Protocol version 3）：用于电子邮件的接纳。

二.分层模型

2.1 OSI七层模型

OSI模型（Open Systems Interconnection model）是一种用于描绘核算机网络体系结构的概念结构。它将核算机网络通讯的不同方面区分为七个不同的层级，每个层级都担任特定的功用。以下是OSI模型的七个层级：

1. 物理层（Physical Layer）：担任传输比特流，描绘物理媒介的传输电气和物理特性。

2. 数据链路层（Data Link Layer）：处理帧（Frame）的传输和过错检测，确保牢靠的点到点传输。

3. 网络层（Network Layer）：处理网络中的数据包路由挑选、转发和操控。

4. 传输层（Transport Layer）：供给端到端的牢靠传输服务，并处理数据包的分段和重组。

5. 会话层（Session Layer）：担任树立、办理和停止运用程序会话。

6. 表明层（Presentation Layer）：处理数据的格局和编码，完成在不同体系中的数据格局之间的转换。

7. 运用层（Application Layer）：为用户供给网络运用服务，例如电子邮件、文件传输和远程登录等。

OSI模型供给了一种通用的参考结构，帮助人们了解和描绘核算机网络中不同层级的功用。它启发了许多规范和协议的规划，比如TCP/IP协议便是依据OSI模型进行规划的。

需求注意的是，实际上，并不是一切的网络都严厉遵从OSI模型的七层结构，而是更常用的TCP/IP模型，将其中的物理层和数据链路层合并为一个层级。但OSI模型仍然是核算机网络中的一个重要概念。

2.2TCP/UDP模型

TCP/IP模型是一种核算机网络体系结构，也是现代互联网所基于的核心协议体系。相比于OSI模型，TCP/IP模型将网络通讯区分为四个层级，详细如下：

1. 网络接口层（Network Interface Layer）：

   • 担任处理物理传输介质和网络设备之间的通讯，如以太网、Wi-Fi等。
   • 首要重视数据的包装、传输和接纳，以及物理寻址和数据帧的处理。

2. 网络层（Internet Layer）：

   • 运用IP（Internet Protocol）进行数据包的路由和传输。
   • 完成了互联网的核心功用，将数据包从源主机传递到方针主机，途径多个网络节点。

3. 传输层（Transport Layer）：

   • 供给端到端的数据传输服务，首要有TCP（Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol）。
   • TCP供给牢靠的、面向衔接的传输，UDP供给不牢靠的、无衔接的传输。

4. 运用层（Application Layer）：

   • 为用户供给网络运用服务，如HTTP、FTP、SMTP等。
   • 直接面向用户的运用程序，通过运用层协议与基层进行通讯。

TCP/IP模型是当时互联网中运用最广泛的网络体系结构，它供给了一种灵敏而可扩展的方法来完成网络通讯。虽然TCP/IP模型与OSI模型的层级区分不完全相同，但它们共同为网络通讯供给了重要的根底。

2.3通讯进程

1. 树立衔接：

   • 在TCP/IP通讯中，客户端首先与服务器树立衔接，即建议一个衔接恳求。
   • 客户端发送一个特别的TCP报文段，称为SYN（同步）段，带有自己的初始序列号。
   • 服务器收到SYN段后，发送一个带有承认和同步标志的TCP报文段（SYN+ACK），将自己的初始序列号返回给客户端。

2. 数据传输：

   • 在衔接树立后，客户端和服务器之间能够开端传输数据。
   • 数据被分割成适宜的大小的数据块，称为TCP报文段。
   • TCP协议为每个报文段分配一个序列号，并对每个接纳到的报文段进行承认。

3. 数据的牢靠传输和流量操控：

   • 发送方将数据区分为较小的数据块，并为每个数据块分配序列号，并逐一发送。
   • 接纳方收到数据后，发送承认报文段（ACK）进行承认。
   • 发送方依据收到的承认进行重发或继续发送下一个数据块。

4. 衔接停止：

   • 通讯完结后，客户端或服务器能够建议衔接的停止。
   • 建议停止的一方发送一个停止恳求报文段，即FIN（结束）报文段。
   • 接纳方收到停止恳求后，发送承认报文段进行承认。
   • 建议方收到承认后，发送最终的承认报文段，一起关闭衔接。

在TCP/IP通讯进程中，IP协议担任对数据进行分组和路由传输，将数据从源主机发送到方针主机。而TCP协议担任供给牢靠的、面向衔接的服务，确保数据的顺序、完好性和牢靠性。

需求注意的是，每个通讯步骤都或许面对网络推迟、数据丢失或其他过错，因此TCP/IP通讯具有必定的容错性和自适应才能，以确保数据的牢靠传输。

三.协议格局

3.1数据封装

在TCP/IP网络中，数据的封装是指即将传输的数据逐层封装成不同的协议数据单元（Protocol Data Units，PDU），以便在网络中进行传输。每一层协议都会在数据上增加自己的头部信息，构成一个封装的数据包，然后通过下一层传递。

以下是TCP/IP网络中数据的封装进程：

1. 运用层封装：

   • 运用层协议（如HTTP、FTP）将上层数据封装成运用层数据报，增加运用层协议头部信息。例如，HTTP数据报中包含HTTP恳求或响应的数据。

2. 传输层封装：

   • 传输层协议（如TCP、UDP）将运用层数据报封装成传输层数据段。
   • TCP会为数据段增加TCP头部信息，包含源端口号、方针端口号、序列号、承认号等。
   • UDP会为数据段增加UDP头部信息，包含源端口号、方针端口号以及长度和校验和等。

3. 网际层封装：

   • 网际层协议（即IP协议）将传输层数据段封装成IP数据包。
   • IP数据包包含源IP地址、方针IP地址、协议类型及其他相关信息。

4. 网络接口层封装：

   • 网络接口层协议（如以太网）将IP数据包封装为数据帧。
   • 数据帧包含源和方针MAC（物理）地址和以太网头部信息。

封装的进程是由发送端进行的，每一层协议都会在数据上增加相应的头部信息，构成一个完好的封装数据包。在传输进程中，这些封装的数据包会逐层解析，每个协议层都会处理相应的头部信息，然后将数据传递给高层协议，最终到达方针主机。

3.2以太网帧格局

以太网帧协议：依据mac地址，完结数据包传输 ARP协议:依据ip地址取得mac地址

3.3ARP数据报格局

ARP表用于在发送数据时，依据方针IP地址获取对应的MAC地址，然后完成在链路层上的直接通讯。当设备收到一个数据包时，它首先查看方针IP地址是否存在于自己的ARP表中，假如存在就直接运用相应的MAC地址，假如不存在则运用ARP恳求来获取方针设备的MAC地址，并将其增加到ARP表中，以便后续通讯运用。

ARP表中的每一项通常包含以下信息：

• IP地址：设备的IP地址。
• MAC地址：与IP地址对应的物理地址（MAC地址）。
• 接口：设备与网络通讯的接口，如以太网接口。

ARP表是动态生成和保护的，它会跟着网络中设备的通讯不断更新。通常，ARP表中的条目会有一个存活时刻（TTL）约束，超越必定时刻没有运用就会被删去或更新。

能够运用指令行工具（如Windows的arp -a指令或Linux的arp -n指令）来查看设备上的当时ARP表内容。

总的来说，ARP表是用于存储IP与MAC地址之间映射联系的表格，它在完成网络通讯时起着重要作用。

3.4 IP段格局

3.5TCP数据报格局

IP地址:能够在网络环境中，仅有标识一台主机。 端口号:能够网络的一台主机上，仅有标识一个进程。 IP地址+端口号:能够在网络环境中，仅有标识一个进程。 TCP（Transmission Control Protocol）数据报是TCP协议在网络通讯中传输数据的基本单位。TCP数据报由TCP头部和数据部分组成。

下面是TCP数据报的基本格局：

TCP数据报是TCP协议进行牢靠数据传输的基本单位。TCP通过序列号、承认号、校验和等机制来确保数据的牢靠性和正确性。一起，TCP还支撑流量操控、拥塞操控、衔接办理等功用。

四.C/S和B/S模型比对

C/S模型的优点：

• 客户端具备较强的交互性和处理才能，能够供给更杂乱的用户界面和功用。
• 数据处理和核算任务散布在客户端和服务器之间，能够完成更高的体系功用和功率。
• 能够在客户端存储敏感数据，供给更高的安全性。

C/S模型的缺陷：

• 需求在客户端装置专用的运用程序，增加了布置和保护的本钱。
• 关于不同操作体系的客户端，需求分别开发和保护相应的客户端运用程序。
• 关于大规模的用户拜访，或许需求投入更多的资源来支撑并发恳求。

B/S模型的优点：

• 不需求装置专用的客户端运用程序，只需具备浏览器即可拜访运用程序和服务。
• 能够跨渠道运用，减少了客户端兼容性和更新的问题。
• 服务器担任数据处理和存储，坚持数据的一致性和会集办理。
• 供给了可伸缩性和容易保护的特点，能够支撑大规模用户拜访。

B/S模型的缺陷：

• 浏览器作为界面，关于某些杂乱交互和功用或许不行灵敏。
• 依赖于网络衔接，关于网络传输的推迟和安稳性有必定的影响。
• 需求在服务器上进行大量的核算和数据处理，或许对服务器的资源需求有必定要求。

综合来看，C/S模型适合需求杂乱交互和处理才能的运用，而B/S模型适合需求跨渠道、易于保护和大规模布置的运用。挑选哪种模型取决于详细的运用需求和功用要求。