从建立连接到数据传输的全方位解析

一、引言

在数字通信和互联网技术飞速发展的时代，了解和掌握从建立连接到数据传输的全过程至关重要。
本文将深入探讨这一过程的各个环节，包括建立连接、何时需要地址以及是否独占链路等问题。

二、建立连接

1. 建立连接的过程

建立连接是数据传输的首要步骤。
在两台设备之间进行通信时，首先需要建立一条连接通道。
这个过程通常包括设备之间的握手和协商，以确定使用的通信协议、传输速度、数据格式等参数。
一旦连接建立成功，设备就可以开始数据传输。

2. 建立连接的方式

建立连接的方式有多种，如点对点连接、星型连接、网状连接等。
不同的连接方式适用于不同的场景和需求。
例如，点对点连接适用于两台设备之间的直接通信；星型连接则适用于以一台中心设备为核心，与其他多个设备通信的场景；网状连接则适用于设备之间相互通信，形成一个网络拓扑结构。

三、何时需要地址

1. 地址的作用

在建立连接和数据传输过程中，地址发挥着至关重要的作用。
地址用于标识和定位网络中的设备，确保数据能够准确地传输到目标设备。

2. 需要地址的时机

在以下情况下需要地址：

（1）设备需要接入网络时，需要通过IP地址或其他标识来识别设备。

（2）在进行数据传输时，需要知道目标设备的地址，以便将数据发送到正确的设备。

（3）在网络管理、路由选择等过程中，地址也是重要的识别依据。

四、数据传输

1. 数据传输的过程

建立连接后，设备之间就可以开始数据传输。
数据传输过程包括数据准备、数据发送、数据接收和数据确认等环节。
在这个过程中，数据以一定的速度和格式在设备之间传输。

2. 数据传输的方式

数据传输方式有多种，如串口传输、并口传输、网络通信等。
不同的传输方式适用于不同的场景和需求。
例如，串口传输适用于低速、短距离的数据传输；并口传输则适用于高速、大量数据的传输；网络通信则适用于远程、大规模的数据交换。

五、是否独占链路

1. 独占链路的含义

独占链路是指在一定时间内，一条通信链路只能被一对设备使用，其他设备无法共享这条链路。
在这种情况下，数据传输的效率和安全性相对较高，但成本也相对较高。

2. 是否需要独占链路

是否需要独占链路取决于具体的应用场景和需求。
在一些需要高速、稳定数据传输的场景下，如大型在线游戏、视频会议等，可能需要使用独占链路以确保数据传输的质量和速度。
而在一些普通的互联网应用中，如浏览网页、社交媒体等，通常不需要使用独占链路。

六、结论

本文从建立连接到数据传输的全过程进行了全方位解析，包括建立连接、何时需要地址以及是否独占链路等方面。
了解和掌握这些内容对于理解和应用互联网技术和数字通信技术至关重要。
随着科技的不断发展，我们将更加依赖于互联网和通信技术进行信息交流和数据处理，因此，对这些技术的基本原理和过程进行深入了解具有重要意义。

画图说明TCP连接的建立过程，为什么需要三次握手？

传输控制协议tcp）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层（transport layer）通信协议。 是专门为了在不可靠的互联网络上提供一个可靠的端到端字节流而设计的。 互联网络与单个网络不同，因为互联网络的不同部分可能有着截然不同的拓扑、带宽、延迟、分组大小和其他参数。 tcp的设计目标是能够动态的适应互联网络的这些特性，而且当面对多种失败的时候仍然能够健壮。 每一次tcp连接都需要三个阶段：连接建立、数据传送和连接释放。 三次握手就发生在连接建立阶段。 在谢希仁著《计算机网络》第四版中讲三次握手的目的是为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误。 在另一部经典的《计算机网络》一书中讲三次握手的目的是为了解决网络中存在延迟的重复分组的问题。 这两种不用的表述其实阐明的是同一个问题。 谢希仁版《计算机网络》中的例子是这样的，已失效的连接请求报文段的产生在这样一种情况下：client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。 本来这是一个早已失效的报文段。 但server收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是client再次发出的一个新的连接请求。 于是就向client发出确认报文段，同意建立连接。 假设不采用三次握手，那么只要server发出确认，新的连接就建立了。 由于现在client并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬server的确认，也不会向server发送数据。 但server却以为新的运输连接已经建立，并一直等待client发来数据。 这样，server的很多资源就白白浪费掉了。 采用三次握手的办法可以防止上述现象发生。 例如刚才那种情况，client不会向server的确认发出确认。 server由于收不到确认，就知道client并没有要求建立连接。 这个例子很清晰的阐释了三次握手对于建立可靠连接的意义。 在google groups的toplanguage中看到一帖讨论tcp三次握手觉得很有意思。 贴主提出的问题，在众多回复中，有一条回复写道：这个问题的本质是, 信道不可靠, 但是通信双发需要就某个问题达成一致. 而要解决这个问题, 无论你在消息中包含什么信息, 三次通信是理论上的最小值. 所以三次握手不是tcp本身的要求, 而是为了满足在不可靠信道上可靠地传输信息这一需求所导致的. 请注意这里的本质需求,信道不可靠, 数据传输要可靠. 三次达到了, 那后面你想接着握手也好, 发数据也好, 跟进行可靠信息传输的需求就没关系了. 因此,如果信道是可靠的, 即无论什么时候发出消息, 对方一定能收到, 或者你不关心是否要保证对方收到你的消息, 那就能像udp那样直接发送消息就可以了.。 这可视为对三次握手目的的另一种解答思路。

开放系统互连参考模型的介绍

开放系统互连参考模型 (Open System Interconnect 简称OSI）是国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定的开放系统互连参考模型，为开放式互连信息系统提供了一种功能结构的框架。 它从低到高分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

面向连接和无连接

面向连接和无连接协议（Connection－OrientedandConnectionlessProtocols）面向连接服务的主要特点有：面向连接服务要经过三个阶段：数据传数前，先建立连接，连接建立后再传输数据，数据传送完后，释放连接。 面向连接服务，可确保数据传送的次序和传输的可靠性。 无连接服务的特点是：无连接服务只有传输数据阶段。 消除了除数据通信外的其它开销。 只要发送实体是活跃的，无须接收实体也是活跃的。 它的优点是灵活方便、迅速，特别适合于传送少量零星的报文，但无连接服务不能防止报文的丢失、重复或失序。 区分面向连接服务和无连接服务的概念，特别简单、形象的例子是：打电话和写信。 两个人如果要通电话，必须先建立连接--拨号，等待应答后才能相互传递信息，最后还要释放连接--挂电话。 写信就没有那么复杂了，地址姓名填好以后直接往邮筒一扔，收信人就能收到。 TCP/IP协议在网络层是无连接的（数据包只管往网上发，如何传输和到达以及是否到达由网络设备来管理）。 而端口，是传输层的内容，是面向连接的。 协议里面低于1024的端口都有确切的定义，它们对应着因特网上常见的一些服务。 这些常见的服务可以划分为使用TCP端口（面向连接如打电话）和使用UDP端口（无连接如写信）两种