关于网络协议和socket编程基本概念

TCP协议可以说已经是IT人耳熟能详的协议，最近在学习socket网络编程时后重新温习一下这个协议，针对一些问题做了一些总结，很多理解可能还不是很准确。

1. 协议是什么？所谓的各种网络协议无非是一种通信标准，就好象两个人要说话，那么我们首先得规定一种语言，是中文还是英文，这样大家才能在接下来的交流中进行顺利的沟通。至于标准的实现是和代码操作系统无关的，具体从逻辑上怎么实现这个协议就是自己操作了，只要遵守协议标准，大家就能顺利的进行通信/交流。

2. 为什么会有协议分层？OSI有七层协议（实际通用操作系统用的五层系统），电信通信网络协议也有多层。以前读书时候总是去背。其实这种问题可以反过来想，如果只有一层，会怎么样，或者我们自己去设计，应该设计几层？首先假设协议不分层，大家可以想象把几层合并在一起会怎么样，那我们可能只是做一个简单的应用层程序，那可能会完成大量的接口通信工作，还得自己去写或者调用路由层，传输层方法，甚至更多。由于有了分层的概念，那么我们每一层有自己相对独立的功能，例如寻找IP地址就交给IP层去完成了。这样大大提高了大家工作效率，每一层开发人员除了关注自己本身功能的开发，只用去关心接口问题了。就好象操作系统同样有分层，驱动，操作系统，应用层。

3.为什么有传输层？同样的逆向方法，如果没有TCP/IP层，应用层程序怎么进行网络通信？我们能够通过IP找到目标,但是却没有办法确定要和那个应用程序通信，或者说没有办法确定和那个进程/线程通信。通过IP+port的方式可以方便的确定要通信的进程。

4. 如何理解协议不同字段对应功能？通过一个wireshark工具的截图我们可以很清楚的看到一个协议其实就是一段编码，至于不同字段功能可以理解在协议设计时候根据设计需求对字段进行分段，并且有严格标准。例如第一个字段（由于是16进制编码，实际是2 bytes）是source port（源端口），他的值是22（十六进制也就是16），也是通用的端口。我们在应用程序编程时候会避开这些通用端口。通过这个我们也可以算出port的范围应该是0～65535（2^16-1）。后表面的一串便面含义我们这可以去查阅相关的协议。

5.什么是TCP中的面向连接？通信中的所谓建立的面向连接，不是真的能建立起一个通道，然后再进行数据传输。对于下层的消息协议来说，都是分段打的包。无非是短时间内两个进程需要在网络上进行高速有效的通信，理解为面向连接的通信。如何才能保证高效有效的通信，除了光知道IP地址肯定不行，还需要一系列的机制来保证这个通信。为了知道对方更多的信息以及双方约定一些通信规则，于是在正式传送前肯定需要一个通信，双方约定一些通信规则，这个通信过程可以理解成连接的建立。通信活动结束后，不能让进程还占着资源啊，所以还的释放，这个可以理解成连接的释放或者断开。

6. 什么是socket 编程？因为底层和传输层通常已经封装在驱动程序和操作系统里面了，我们再上层应用程序编程编程时候不必再去重写像TCP/UDP这一类传输层的东西，当然也可以去修改。上层应用程序只需要调用一些方法就可以完成网络通信，在Unix一类的由c语言构成的操作系统来说，一般封装在socket的方法里。在这个基础上进行的网络编程称为套接字编程。