02-何謂 Socket‎ > ‎

2.2. 底層漫談與網路理論

因為我只著重於協定的分層,該是談談網路是如何真正的運作的時候了,並呈現一些如何打造 SOCK_DGRAM 封包的例子。就實務面,你或許可以跳過這一節,不過,這一節有很好的觀念背景,所以需要的人可以讀一讀。


嘿!孩子們,該是學習資料封裝(Data Encapsulation)的時候了。這很重要,它就是如此重要,即使你是在加州這裡上的網路課程,也只能學到皮毛。

基本上我們會講到這些內容:

封包的誕生、將封包打包[封裝]到第一個協定[所謂的 TFTP 協定]的 header 中[幾乎是最底層了],接著將全部的東西[包含 TFTP header]封裝到下一個協定中[所謂的 UDP],接著下一個協定[IP],最後銜接到硬體[實體]層上面的通訊協定[所謂的 Ethernet,乙太網路]。

當另一台電腦收到封包時,硬體會解開 Ethernet header,而 kernel 會解開 IP 與 UDP header,再來由 TFTP 程式解開 TFTP header,最後程式可以取得資料。

現在我最後要談個聲名狼藉的分層網路模型(Layered Network Model),亦稱 "ISO/OSI"。這個網路模型介紹了一個網路功能系統,有許多其它模型的優點。例如,你可以寫剛好一樣的 socket 程式,而不用管資料在實體上是怎麼傳送的[Serial、thin Ethernet、AUI 之類]。因為在底層的程式會幫你處理這件事。真正的網路硬體與拓樸對 socket 程式設計師而言是透明的。

不囉嗦,我將介紹這個成熟模型的分層。為了網路課程的測驗,要記住這些。

  • Application(應用層)
  • Presentation(表現層)
  • Session(會談層)
  • Transport(傳輸層)
  • Network(網路層)
  • Data Link(資料鏈結層)
  • Physical(實體層)

實體層就是硬體(serial、Ethernet 等)。而應用層你可以盡可能的想像,這是個使用者與網路互動的地方。

現在這個模型已經很普及,所以你如果願意的話,或許可以將它當作一本汽車修理指南來用。與 Unix 比較相容的分層模型有:

  • 應用層(Application layer:telnet、ftp 等)
  • 主機到主機的傳輸層(Transport layer:TCP、UDP)
  • 網際網路層(Internet layer:IP 與路由遶送)
  • 網路存取層(Network Access Layer:Ethernet、wi-fi、諸如此類)

此時,你或許能知道這幾層是如何對應到原始資料的封裝。

看看在打造一個簡單的封包需要多少工作呢?

天阿!你得自己用 "cat" 將資訊填入封包的 header 裡!

開玩笑的啦。

你對 stream socket 需要做的只有用 send() 將資料送出。而在 datagram socket 需要你做的是,用你所選擇的方式封裝該封包,並且用 sendto() 送出。Kernel 會自動幫你建立傳輸層與網路層,而硬體處理網路存取層。啊!真現代化的技術。

所以該結束我們短暫的網路理論之旅了。

喔!對了,我忘記告訴你我想要談談 routing(路由遶送)了。恩,沒事!沒關係,我不打算全部講完。

Router(路由器)會解開封包的 IP header,參考自己的 routing table(路由表)…。如果你真的很想知道,你可以讀 IP RFC [9]。如果你永遠都不想碰它,其實你也可以過得很好。

[9] http://tools.ietf.org/html/rfc791

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