TCP/IP基础知识

TCP/IP基础知识

• 基础知识：演变例程/RFC是具体协议内容/ TCP/ip是为使用互联网而开发制定的协议族

• TCP/IP协议分层模型
  

  • 硬件（物理层）：相当于以太网或电话线路等物理层设备

  • 网络接口层（数据链路层）：硬件与操作系统之间起桥梁作用的软件。

  • 互联网层（网络层）：使用IP协议。基于IP地址转发分包数据。主机和路由器都必须实现IP功能，其他如网桥等就不一定。
    

    • IP ：跨越网络传送数据包，使整个互联网都能收到数据的协议。IP协议使得数据能够发送到地球的另一端，这期间它使用IP地址作为主机的标识。隐藏了数据链路层的功能。虽然IP 也是分组交换的一种协议，但是它不具备重发机制，属于非可靠传输协议。
    • ICMP：IP 数据包在发送途中一旦发生异常导致无法到达对端目标地址时，需要给发送端发送一个发生异常的通知。这就是ICMP 的功能，被用来诊断网络的健朗状态。
    • ARP：从分组数据包的IP 地址中解析出物理地址（MAC地址）的一种协议。

  • 传输层：主要功能是能够让应用程序之间实现通信，识别应用程序的是端口号。

    • TCP：一种面向有连接的传输层协议，可以保证两端通信主机之间的通信可达。TCP能够正确处理在传输过程中的丢包、传输顺序乱掉等异常情况（三次握手，四次挥手）。此外，还能够有效利用带宽，缓解网络拥堵。但是会导致流量浪费，另外复杂的规范不适合视频会议等。
    • UDP：一种面向无连接的传输层协议。UDP 不会关注对端是否真的收到了传送过去的数据。

  • 应用层（会话层及以上）：客户端/服务端

    • WWW：浏览器与服务端之间通信使用HTTP（应用层），传输数据格式是HTML（表示层）
    • E-mail：SMTP协议
    • FTP文件传输：将保存在其他计算机硬盘上的文件转移到本地硬盘上，或将本地硬盘的数据传送到其他机器硬盘上。该过程用到的协议是FTP。在传输时会建立两个TCP连接，分别是发出传输请求时所要用到的控制连接与实际传输数据时所用到的数据连接。
    • 远程登陆：TELNET/SSH
    • 网络管理SNMP：在TCP/IP 中进行网络管理时，采用SNMP协议，使用SNMP管理的主机、网桥、路由器等称为SNMP代理，而进行管理的那一端叫做管理器。

• 数据包部首：网络中传输的数据包由协议所要用的部首和上层传来的数据组成。

  • 包（全能型术语）/ 帧（数据链路层中包的单位）/ 数据包（IP和UDP等网络层以上的分层包的单位）/ 段（TCP数据流中的信息）/消息（应用协议中数据的单位）
    
  • TCP部首中包括源端口号和目标端口号（用以识别发送主机和接收主机上的应用），序号（用以发送的包中哪部分数据）和校验和（检查是否损坏）
  • IP部首中包含接收端IP地址以及发送端IP地址，还有用来判断后面是TCP还是UDP的信息。IP包生成后参考路由控制表决定接受此IP包的路由或主机，随后发送给连接路由器或主机网络接口的驱动程序。
  • 以太网首部中包含接收端MAC地址，发送端MAC地址以及标志以太网类型的以太网数据的协议。之后将其全部打包通过物理层传输给接收端。发送处理中的FCS由硬件计算，用于判断数据包是否被破坏、
  • 包的最后追加了以太网包尾。每个包部首都包含接收端/发送端信息和上一层的协议类型。回头解析时各个主机根据MAC地址判断是否是发送给自己的包，不是就直接丢弃。