TCP/IP网络协议基础知识集锦(1)

TCP/IP网络协议基础知识集锦(1)

引言

本篇属于TCP/IP协议的基础知识，重点介绍了TCP/IP协议簇的内容、作用以及TCP、UDP、IP三种常见网络协议相关的基础知识。

内容

TCP/IP协议簇是由OSI七层模型发展而来的，之所以存在OSI互联参考模型主要有以下几点好处：

1、用于解决不同厂商的设备互联问题：即兼容性考虑;

2、层次化结构独立性强;可扩展性强;

3、统一标准可以方便学习;

TCP/IP模型

TCP/IP模型与OSI模型的相互关系如下图所示：

 

注释

1、应用层：与OSI的应用层、表示层、会话层相对应，主要作用是向用户应用提供访问网络的接口;

2、传输层：也称为主机到主机层，与OSI的传输层相对应，指定了控制网络层的协议，定义了数据的传输方式是TCP还是UDP，建立两台设备的端到端连接;传输层和数据链路层都定义了流控和差错控制机制，区别是：数据链路层协议强调控制数据链路上的流量，即连接两台设备的物理介质流量，而传输层控制逻辑链路上的流量，即两台设备的端到端连接，这种逻辑连接可能跨越一连串数据链路;

3、网络层：定义了数据包格式和地址格式，主要的作用是IP编址和路由选择。

4、接入层：包括数据链路层和物理层，数据链路层定义了如何访问和共享介质，如何标识介质上的设备即二层编址(MAC地址)以及在介质上发送数据之前如何完成数据成帧，常用的二层协议有：以太网、PPP、HDLC、帧中继、ATM等;物理层定义了物理介质相关的协议即：电子/光学协议(电压、光强、编码、信号波形)机械协议(尺寸、导线的金属成分)功能性协议(描述做什么)程序性协议(描述了如何做如：1表示电压小于-3V)

TCP协议

解释

传输控制协议(TCP)：是一种可靠的，面向连接的服务。即：提供了一个类似于点到点的连接。

机制

1、使用序列号对数据包进行标记;

2、使用确认、校验和定时器系统以及重传机制提供可靠性;

3、滑动窗口机制调整数据包的流量：减少因接收方缓冲区满而造成丢失数据包的可能。

报文

 

注释

1、源端口和目的端口：长度各为16位，为封装的数据指定了源和目的应用程序;应用程序的端口号加上应用程序所在主机的IP地址统称为套接字。在网络上套接字唯一地标识了每一个应用程序。

(补充：常用端口号对应的服务：FTP:TCP21; TELNET:TCP23; SMTP:TCP25; BGP:TCP179; DNS:TCP/UDP53; TFTP:UDP69; SNMP:UDP161; RIP:UDP520;)

2、序列号：字段长度为32位，确定了发送方发送的数据流中被封装的数据所在位置;

3、确认号：长度为32位，确定了源点下一次期望从目标接受的序列号，隐含地确认了收到了该编号的上一个数据包;

4、报头长度：长度为4位，指定了以32位字为单位的报头长度。

5、保留：长度为4位，通常设置为0;

6、标记：8位，用于流和连接控制。从左到右依次是：CWR、ECE、URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN;

7、窗口大小：字段长度16位，主要用于流控制。窗口大小指明接收方接收缓冲区的大小;

8、校验和：长度为16位，对报头和被封装数据进行校验;

9、紧急指针：仅当URG标记置位时使用。16位被添加到序列号上用于指明紧急数据的结束;

10、可选项：用于指明TCP发送进程要求的选项，常用的可选项是最大段长度，用于通知接收者发送者愿意接收的最大段长度，为了保证报文的长度是32个八位组的倍数，使用0填充该字段的剩余部分。

UDP协议

解释

用户数据报协议(UDP)：是一种无连接、尽力而为的数据转发服务。

优点

不花时间建立连接，直接发送数据，即开销小，可以使发送小数据量的应用取得更好的性能优势。

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