【网络】网络分层架构
本文介绍了网络分层架构的原因和各层职责
TCP/IP模型是实际应用中广泛使用的网络分层架构，它将网络通信分为四个层次：
- 网络接口层：对应于OSI模型的物理层和数据链路层，负责将数据帧从一个网络节点传输到另一个网络节点。
- 网络层：与OSI模型的网络层功能相同，负责在不同网络之间进行路由选择和数据包转发。
- 传输层：与OSI模型的传输层功能相同，提供端到端的可靠数据传输服务。
- 应用层：对应于OSI模型的会话层、表示层和应用层，为用户提供各种网络应用服务。
网络分层架构的优点包括：
- 模块化设计：每个层次都有明确的功能和接口，便于设计、实现和维护。
- 独立性：各层次可以独立发展和更新，互不影响。
- 易于理解：分层架构使得网络通信的过程更加清晰和易于理解。
- 灵活性：可以根据需要在不同层次上添加或修改功能。
通过这种分层架构，网络通信变得更加有序和高效，不同层次的技术可以协同工作，为用户提供可靠的网络服务。
网络分层架构
为什么要分层？
从客户端到服务器的各节点
网络不稳定，所以需要分层。
比如客户端往服务端发起请求的过程中，中间某个节点如果损坏，客户端需要知道信息没发过去，再次发起重传。 但是如果很大的数据，就会传很多次，原本50ms的时间，可能需要传2s才能完成。解决：把这个大的数据切成5块，这5块分别来传，先把能传成功的全部发过去，如果检索到某一块没有收到，再把对应的块给传过去，就只需要多发20%，效率比较高。
分层：有分块传输所以需要分层。上层通信协议众多，http, ftp, mqtt等都有这种分块的需求。所以把包的分发这个工作专门抽出来一层。上层不管传输了，他们只需要把所有要传的数据准备好，再丢给下层TCP去处理。
那么有TCP了，为什么还要往下拉一层？
TCP叫传输层，用来传东西，其注重数据完整性。
但是并不是所有数据我们都需要重传，比如CS枪战游戏数据，如果网络卡顿了，这个数据不能再重传了，只需要不断将最新的数据传输过去就行了。这种需求所产生的协议叫UDP，强调传输性能而不是传输的完整性。
这两种协议又都有网络的需求，都需要从一个主机找到另一个主机。
TCP现在也不去传了，只是将数据分块，并全部按顺序的传输，并检测。UDP也一样，只管分块，不用管传输完整性与顺序。
而下一层的IP只管闷头传，负责寻址，找路由，上层有什么东西丢下来就直接传过去。
阶段小结：这三层都是共同的目的，将数据从一个地方传到另一个地方。 分层原因都是网络不稳定 ，如果网络稳定，所有东西都可以一次性到达，那就不需要这么麻烦了。
数据链路层：这层就是实际的网络，以太网，比如网线，WIFI。其为网络提供显示的实质的支持。
另外还有七层网络模型，它把数据链路层分开了，数据链路层和物理层。物理层为网线，交换器。
具体的分层：
- Application Layer 应⽤层：HTTP、FTP、DNS
- Transport Layer 传输层：TCP、UDP
- Internet Layer ⽹络层：IP
- Link Layer 数据链路层：以太⽹、Wi-Fi
对于应用层工程师来说，可以只关心这四层模型。
TCP连接
什么叫连接？
TCP是有状态的，他有很多小包需要发送。先建立起第一步通信，来共同确认数据传输包该怎么拼。
连接建立：
连接的关闭：
长连接
为什么需要长连接？
首先了解内网，一个网关，其内部有很多的主机，某个主机需要和外部的主机通信，网关会先开一个端口，走这个端口和外界主机通信。内网的主机所占用的端口实际是网关的端口。例如，我们的手机网络都是运行在运营商的内网里面的。 长连接：网关给内部主机开端口通信，需要耗费资源的。当内部主机一段时间里没有进行数据通信，网关会把这个端口给关闭掉。那么过一会，当外部主机再走这个端口想要通信时，就连不上了，网路就断了。为了突破这个限制，让网关不去主动关掉这个端口，就需要定时地通信一次，这就是心跳，实现长连接的方式。网关发现这个端口一直在用，就不会将这个端口给关掉了。 长连接很复杂，需要了解的东西相当多，实现很难。
