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TCP/IP 时间:2019-08-07      来源:西安中心,王老师

1、为什么会有TCP/IP协议

中国人和中国人说话,要遵循汉语的的语法结构,使用汉语的发音。当我们和外国人交

流时,就要适用外国的语言了,遵循外国的语法机构和发音。其实这就是一种协议,只不过我们称之为语言。计算机在这方面体现的更为直观,两台机器要想进行通信就需要制定各种各样的协议了。例如:文件传输适用TCP协议。域名系统适用DNS协议。有了些协议的存在,各种数据流按照规则传输,计算机之间得以通信。

简单来说,协议就是计算机之间通过网络实现通信时事先达成的一种“约定”;这种“约定”使那些由不同厂商的设备,不同CPU及不同操作系统组成的计算机之间,只要遵循相同的协议就可以实现通信。协议分为很多种,每一种协议都明确界定了它的行为规范:两台计算机之间必须能够支持相同的协议,并且遵循相同的协议进行处理,才能实现相互通信

2、TCP/IP协议分层

TCP/IP协议其实是一个协议集合。为了方便所以统称为TCP/IP。TCP/IP协议族中有一个重要的概念是分层,TCP/IP协议按照层次分为以下四层。应用层、传输层、网络层、数据链路层。为什么要分层?这就如同邓小平1978年的大包干,责任到人。一个层只负责一个层次的问题,如果出问题了,和其他的层次无关,只要维护这个层次也就好了。其实编程语言里也能体现这个分层理论,即封转性、隔离。

应用层是最上面的,这里面有HTTP、FTP等协议;第二层是传输层,著名的TCP和UDP协议就在这个层次;第三层是网络层,IP协议就在这里,它负责对数据加上IP地址和其他的数据以确定传输的目标;第四层叫数据链路层,这个层次为待传送的数据加入一个以太网协议头,并进行CRC编码,为最后的数据传输做好准备。

下面这张图是TCP/IP协议的基本框架:

3、TCP连接

TCP(Transmission Control Protocol) 传输控制协议。TCP是主机对主机层的传输控制协议,提供可靠的连接服务,采用三次握手确认建立一个连接。位码即tcp标志位,有6种 标示:SYN(synchronous建立联机) 、PSH(push传送)、ACK(acknowledgement 确认) 、FIN(finish结束)、 RST(reset重置)、 URG(urgent紧急)、Sequence number(顺序号码) 、Acknowledge number(确认号码)。

手机能够使用联网功能是因为手机底层实现了TCP/IP协议,可以使手机终端通过无线网络建立TCP连接。TCP协议可以对上层网络提供接口,使上层网络数据的传输建立在“无差别”的网络之上。建立起一个TCP连接需要经过“三次握手”:

第一次握手:客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认;

第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态;

第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手。握手完成后,两台主机开始传输数据了。

握手过程中传送的包里不包含数据,三次握手完毕后,客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下,TCP连接一旦建立,在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前,TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求,断开过程需要经过“四次挥手”(过程就不细写了,就是服务器和客户端交互,最终确定断开)。

4、IP协议

IP是英文Internet Protocol(网络之间互连的协议)的缩写,中文简称为“网协”,也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中,它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则,规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统,只要遵守 IP协议就可以与因特网互连互通。IP地址具有唯一性,根据用户性质的不同,可以分为5类。另外,IP还有进入防护,知识产权,指针寄存器等含义。

IP是怎样实现网络互连设备,如以太网、分组交换网等,它们相互之间不能互通,不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元(技术上称之为“帧”)的格式不同。IP协议实际上是一套由软件、程序组成的协议软件,它把各种不同“帧”统一转换成“IP数据包”格式,这种转换是因特网的一个最重要的特点,使所有各种计算机都能在因特网上实现互通,即具有“开放性”的特点。

IP协议中还有一个非常重要的内容,那就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址,叫做“IP 地址”。由于有这种唯一的地址,才保证了用户在连网的计算机上操作时,能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。

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