精通tcpip协议(TCPip是什么协议)

《TCP/IP详解 卷1：协议》（[美国] W·Richard Stevens）电子书网盘下载免费在线阅读链接：https://pan.baidu.com/s/1cD1DPld0vPtT7cUfY3Y2gg提取码：n64d书名：TCP/IP详解 卷1：协议作者：[美国] W·Richard Stevens译者：范建华豆瓣评分：9.2出版社：机械工业出版社出版年份：2000-4-1页数：423内容简介：《TCP/IP详解卷1：协议》是一本完整而详细的TCP/IP协议指南。描述了属于每一层的各个协议以及它们如何在不同操作系统中运行。作者W.Richard Stevens用Lawrence Berkeley实验室的tcpdump程序来捕获不同操作系统和TCP/IP实现之间传输的不同分组。对tcpdump输出的研究可以帮助理解不同协议如何工作。 《TCP/IP详解卷1：协议》适合作为计算机专业学生学习网络的教材和教师参考书。也适用于研究网络的技术人员。作者简介：W.Richard Stevens，国际知名的UNIX和网络专家，备受赞誉的技术作家。他1951年2月5日出生于赞比亚，后随父母回到美国。中学时就读于弗吉尼亚菲什伯恩军事学校，1973年获得密歇根大学航空和航天工程学士学位。1975年至1982年，他在亚利桑那州图森市的基特峰国家天文台从事计算机编程工作，业余时间喜爱飞行运动，做过兼职飞行教练。这期间他分别在1978年和1982年获得亚利桑那大学系统工程硕士和博士学位。此后他去康涅狄格州纽黑文的健康系统国际公司任主管计算机服务的副总裁。1990年他回到图森，从事专业技术写作和咨询工作。写下了多种经典的传世之作，包括《TCP／IP详解》(三卷)、《UNlX环境高级编程》和《UNI×网络编程》(两卷)。Stevens于1999年9月1日去世，年仅48岁。2000年他被国际权威机构USENIX追授“终身成就奖”。

摘要目前使用的互联网大都是基于TCP/IP协议栈的，TCP/IP参考模型包含四层结构：1.接入层：对应于OSI的物理层和数据链路层，它实现了局域网和广域网的技术细节，也成为承载层；2.网络层：对应于OSI的网络层，它提供了端到端的可达性、最佳路径的选择及数据的转发；3.传输层：对应于OSI的传输层，它负责传输可靠性的保证，包含TCP协议和UDP协议。4.应用层：对应于OSI的会话层、表示层、应用层，主要是应用层面的协议栈。

这部分简要介绍一下TCP/IP的内部结构，为讨论与互联网有关的安全问题打下基础。TCP/IP协议组之所以流行，部分原因是因为它可以用在各种各样的信道和底层协议（例如T1和X.25、以太网以及RS-232串行接口）之上。确切地说，TCP/IP协议是一组包括TCP协议和IP协议，UDP（User Datagram Protocol）协议、ICMP（Internet Control Message Protocol）协议和其他一些协议的协议组。CP/IP协议的组成TCP/IP协议在一定程度上参考了OSI的体系结构。OSI模型共有七层，从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。（1）应用层、表示层、会话层三个层次提供的服务相差不是很大，所以在TCP/IP协议中，它们被合并为应用层一个层次。（2）由于运输层和网络层在网络协议中的地位十分重要，所以在TCP/IP协议中它们被作为独立的两个层次。以上内容参考：百度百科-TCP/IP协议
TCP/IP协议工作原理： 中译名为传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。 通俗而言：TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台电脑规定一个地址。
(1) 在源主机上应用层将一串字节流传给传输层； (2) 传输层将字节流分成TCP段，加上TCP包头交给互联网络(IP)层；(3) IP层生成一个包，将TCP段放人其数据域，并加上源和目的主机的IPIP包交给数据链路层；(4) 数据链路层在其帧的数据部分装IP包，发往日的主机或IP路由器；(5) 在目的主机，数据链路层将数据链路层帧头去掉，将IP包交给互联网层；(6) IP层检查IP包头，如果包头中的校验和与计算出来的不一致，则丢弃该包；(7) 如果校验和一致，IP层去掉IP头，将TCP段交给TCP层，TCP层检查顺序号来判断是否为正确的TCP段；(8) TCP层为TCP包头计算TCP头和数据。如果不对，TCP层丢弃这个包，若对，则向源主机发送确认；(9) 在目的主机，TCP层去掉TCP头，将字节流传给应用程序；(10) 于是目的主机收到了源主机发来的字节流，就像直接从源主机发来的一样。 实际上每往下一层，便多加了一个报头，而这个头对上层来说是透明的，上层根本感觉不到下面报头的存在。如下图3-10所示，假设物理网络是以太网，上述基于TCP/IP的文件传输(FTP)应用打包过程便是一个逐层封装的过程，当到达目的主机时，则从下而上去掉包头。
TCP/IP 的工作原理 下面以采用TCP/IP协议传送文件为例，说明TCP/IP的工作原理，其中应用层传输文件采用文件传输协议（FTP）。TCP/IP协议的工作流程如下：●在源主机上，应用层将一串应用数据流传送给传输层。●传输层将应用层的数据流截成分组，并加上TCP报头形成TCP段，送交网络层。●在网络层给TCP段加上包括源、目的主机IP地址的IP报头，生成一个IP数据包，并将IP数据包送交链路层。●链路层在其MAC帧的数据部分装上IP数据包，再加上源、目的主机的MAC地址和帧头，并根据其目的MAC地址，将MAC帧发往目的主机或IP路由器。●在目的主机，链路层将MAC帧的帧头去掉，并将IP数据包送交网络层。●网络层检查IP报头，如果报头中校验和与计算结果不一致，则丢弃该IP数据包；若校验和与计算结果一致，则去掉IP报头，将TCP段送交传输层。●传输层检查顺序号，判断是否是正确的TCP分组，然后检查TCP报头数据。若正确，则向源主机发确认信息；若不正确或丢包，则向源主机要求重发信息。 ●在目的主机，传输层去掉TCP报头，将排好顺序的分组组成应用数据流送给应用程序。这样目的主机接收到的来自源主机的字节流，就像是直接接收来自源主机的字节流一样。

为了简化网络的复杂度,网络通讯的不同方面被分解为多层次的结构,每一层只与紧挨着的上层或者下层进行交互,将网络分层,这样可以修改,甚至替换每一层的软件,只要层于层之间的接口保持不变,就不会影响到其他层.网络分层的两种模型OSI(Open System Interconnection Reference Model):开放系统互联参考模型TCP/IP 协议族超文本传输协议(HyperText Transfer Protocol HTTP)一种无状态的,已请求/应道方式运行的协议,它使用可扩展的语义和自描述消息格式,与基于网络的草文本信息系统灵活互动.HTTP协议的请求报文和响应报文的结构基本相同,有3部分组成面向连接的,可靠的,基于字节流的传输层通讯协议特点 基于连接的:数据传输之前需要建立连接 全双工:双向传输(客户端和服务端传输时双向) 字节流:不限制数据大小,打包成报文段,保证有序接受,重复报文自动丢弃(在实际环境中,会出现tcp在传输中并不只会一条线路,可能有多条线路传输数据,本地是有序的发送,传输过程中运营商会分派很多线路,传输的数据被切割成多个片段,由不同的tcp连接传输,可能导致接收端有乱序 重复的数据产生,tcp接收端会重新排序和去重) 流量缓冲,:解决双发处理能力的不匹配(发送端能力强接收端能力弱,就需要流量缓冲,将消息放到队列里一点点处理) 可靠性传输:保证可达,丢包时通过重试机制实现可靠性(如果网络抖动造成的重试,tcp接收端去重,每次发送完数据会接受到接收端传来的反馈,如果没有则重复发送) 拥塞控制:防止防落出现恶行的拥塞 TCP的3次握手 Tcp的报文1）源端口：sourceport 源端口和IP地址的作用是标识报文的返回地址。端口是一般是客户端随机生成2）目的端口：destport端口指明接收方计算机上的应用程序接口。服务端端口比如80 8080TCP报头中的源端口号和目的端口号同IP数据报中的源IP与目的IP唯一确定一条TCP连接。(sequence number/acknowledement number)是TCP可靠传输的关键部分。序号是本报文段发送的数据组的第一个字节的序号。在TCP传送的流中，每一个字节一个序号。e.g.一个报文段的序号为300，此报文段数据部分共有100字节，则下一个报文段的序号为400。所以序号确保了TCP传输的有序性。确认号，即ACK，指明下一个期待收到的字节序号，表明该序号之前的所有数据已经正确无误的收到。确认号只有当ACK标志为1时才有效。比如建立连接时，SYN报文的ACK标志位为0。Tcp每一次传输是块的并不是一次全部传送,序号来排序,序号和确认号保证传输的可靠性.4bits。由于首部可能含有可选项内容，因此TCP报头的长度是不确定的，报头不包含任何任选字段则长度为20字节，4位首部长度字段所能表示的最大值为1111，转化为10进制为15，15*32/8 = 60，故报头最大长度为60字节。首部长度也叫数据偏移，是因为首部长度实际上指示了数据区在报文段中的起始偏移值1）URG：紧急指针标志，为1时表示紧急指针有效，为0则忽略紧急指针。2）ACK：确认序号标志，为1时表示确认号有效，为0表示报文中不含确认信息，忽略确认号字段。SYN=1和ACK=1是服务端返回应答报文,三次握手的第二部.3）PSH：push标志，为1表示是带有push标志的数据，指示接收方在接收到该报文段以后，应尽快将这个报文段交给应用程序，而不是在缓冲区排队。4）RST：重置连接标志，用于重置由于主机崩溃或其他原因而出现错误的连接。或者用于拒绝非法的报文段和拒绝连接请求。5）SYN：同步序号，用于建立连接过程，在连接请求中，SYN=1和ACK=0表示该数据段没有使用捎带的确认域，而连接应答捎带一个确认，即SYN=1和ACK=1。当SYN=1和ACK=0就是客户端发送报文用来建立连接.6）FIN：finish标志，用于释放连接，为1时表示发送方已经没有数据发送了，即关闭本方数据流。四次挥手中用来确认即将断开连接的标识符.滑动窗口大小，用来告知发送端接受端的缓存大小，以此控制发送端发送数据的速率，从而达到流量控制。窗口大小时一个16bit字段，因而窗口大小最大为65535。奇偶校验，此校验和是对整个的 TCP 报文段，包括 TCP 头部和 TCP 数据，以 16 位字进行计算所得。由发送端计算和存储，并由接收端进行验证。只有当 URG 标志置 1 时紧急指针才有效。紧急指针是一个正的偏移量，和顺序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。 TCP 的紧急方式是发送端向另一端发送紧急数据的一种方式。最常见的可选字段是最长报文大小，又称为MSS（Maximum Segment Size），每个连接方通常都在通信的第一个报文段（为建立连接而设置SYN标志为1的那个段）中指明这个选项，它表示本端所能接受的最大报文段的长度。选项长度不一定是32位的整数倍，所以要加填充位，即在这个字段中加入额外的零，以保证TCP头是32的整数倍。TCP 报文段中的数据部分是可选的。在一个连接建立和一个连接终止时，双方交换的报文段仅有 TCP 首部。如果一方没有数据要发送，也使用没有任何数据的首部来确认收到的数据。在处理超时的许多情况中，也会发送不带任何数据的报文段。

网络接口层、网际层、传输层和应用层。TCPIP传输协议，即传输控制网络协议，也叫做网络通讯协议。它是在网络使用中最基本的通信协议。TCPIP传输协议对互联网中各部分进行通信的标准和方法进行了规定。并且TCPIP传输协议是保证网络数据信息及时、完整传输的两个重要的协议。 网络接口层、网际层、传输层和应用层。TCPIP传输协议，即传输控制网络协议，也叫做网络通讯协议。它是在网络的使用中的最基本的通信协议。TCPIP传输协议对互联网中各部分进行通信的标准和方法进行了规定。并且，TCPIP传输协议是保证网络数据信息及时、完整传输的两个重要的协议。TCPIP传输协议是严格来说是一个四层的体系结构，应用层、传输层、网络层和数据链路层都包含其中。