TCP/IP参考模型的各层作用(三)
一、应用层
应用层是用户与网络的接口，为应用软件提供了很多服务，例如文件服务器、数据库服务、电子邮件与其他网络软件服务，代表应用层的硬件通常是服务器、用户计算机。
二、传输层
传输层为两个端系统的会话层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责端到端的可靠数据传输，代表传输层的设备通常是网关。
- 对来自应用层的报文分割和重组，形成报文数据段。
- 按端口号寻址：端口就是传输层服务访问点。
- 连接管理：TCP的三次握手和四次挥手。
- 差错检测：对收到报文的首部和数据部分进行差错检测。
- 流量控制与拥塞控制：以对方和网络普遍接受的速度发送数据，从而防止网络拥塞造成数据的丢失(只针对TCP)。
- 提供面向连接的TCP传输：为了在不可靠的互联网络上提供可靠的端到端字节流而专门设计的一个传输协议。TCP在传输数据前需要经理三次握手建立传输管道，当主动方发出SYN连接请求后，等待对方回答SYN+ACK，并最终对对方的 SYN 执行 ACK 确认。建立一个TCP连接需要三次握手，而终止一个连接要经过四次挥手，这由TCP的半关闭造成的。所谓的半关闭，其实就是TCP提供了连接的一端在结束它的发送后还能接收来自另一端数据的能力。以下是TCP传输数据的过程图。
- 提供面向无连接的UDP传输：为应用程序提供了一种无需建立连接就可以发送封装的 IP 数据报的方法。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点，也就是说，当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的。UDP报文没有可靠性保证、顺序保证和流量控制字段等，可靠性较差。但是正因为UDP协议的控制选项较少，在数据传输过程中延迟小、数据传输效率高，适合对可靠性要求不高的应用程序，或者可以保障可靠性的应用程序，如DNS、TFTP、SNMP等。
三、网际层
网际层主要进行网络连接的建立和终止以及IP寻址，处理传输层的报文段形成IP数据报。它提供的服务使传输层不需要了解网络中的数据传输和交换技术。属于该层的设备有路由器，三级交换机，防火墙等。
- 分组与分组交换：把从传输层接收到的数据段封装成分组（Packet，也称为“包”）再向下传送到数据链路层。
- 路由：通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径。
- 网络连接复用：为分组在通信子网中节点之间的传输创建逻辑链路，在一条数据链路上复用多条网络连接（多采取时分复用技术）。
- 差错检测与恢复：一般用分组中的头部校验和进行差错校验，使用确认和重传机制来进行差错恢复。
- 服务选择：网络层可为传输层提供数据报和虚电路两种服务，但 Internet的网络层仅为传输层提供数据报一种服务。
- 网络管理：管理网络中的数据通信过程，将数据设法从源端经过若干个中间节点传送到目的端，为传输层提供最基本的端到端的数据传送服务。
- 流量控制：通过流量整形技术来实现流量控制，以防止通信量过大造成通信子网的性能下降。
- 拥塞控制：当网络的数据流量超过额定容量时，将会引发网络拥塞，致使网络的吞吐能力急剧下降。因此需要采用适当的控制措施来进行疏导。
- 网络互连：把一个网络与另一个网络互相连接起来，在用户之间实现跨网络的通信。
- 分片与重组：如果要发送的分组超过了协议数据单元允许的长度，则源节点的网络层就要对该分组进行分片，分片到达目的主机之后,有目的节点的网络层再重新组装成原分组。
四、网络接口层
网络接口层负责物理层面上的互联的、节点间的通信传输，包括物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。属于该层的设备有网桥、网卡、交换机、中继器、集线器、双绞线、同轴电缆、光纤等。
- 接收IP数据报：通常是链路的第一个节点负责接收网际层的IP数据报，转换成帧。
- 接收帧：物理层会包含很多中间设备，这些设备都会从上一设备接收帧，然后解封进行重组后形成新帧传递给下一设备。每个帧的帧头都要根据其将要经过的具体设备进行格式编排。
- 物理线路传输：将帧转换成具体的比特流。
五、应用层、传输层、网际层、网络接口层之间的关系图
