图解TCP/IP
计算机使用模式的演变:20世纪50年代 批处理时代20世纪60年代 分时系统时代20世纪70年代 计算机间通信时代20世纪80年代 计算机网络时代20世纪90年代 互联网普及时代2000年以互联网为中心的时代2010年无论何时何地地一切皆TCP/IP的网络时代在计算机网络与信息通信领域,人们经常提及“协议”。简单来说。协议就是计算机与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、不同的CPU以及不同的操作系统组成的计算机之间,只要遵循相同的协议就能实现通信。换句话说,协议就是计算机之间的通信语言,只有支持相同的协议,计算机之间才能相互通信。计算机通信也会在每一个分组中附加上源主机地址和目标主机地址送给通信线路。这些发送端地址、接收端地址以及分组序号写入的部分称为“报文首部”。TCP/IP协议并非ISO(国际标准化组织)所制定的某种国际标准,而是由IETF(Internet Engineering Task Force国际互联网工程任务组)所建议的、致力于推进器标准化作业的一种协议。OSI参考模型应用层:针对特定应用的协议。以电子邮件为例,用户A在主机A上新建一封电子邮件,指定收件人为B,并输入邮件内容为“早上好”。应用层协议会在所要传递数据的前端附加一个首部(标签)信息,该首部标明了邮件内容为“早上好”和收件人为B。表示层:设备固有数据格式和网络标准数据格式的转换。用户A和用户B使用的邮件客户端一致,便能够顺利收取和阅读邮件,不一致时表示层就发挥作用了:将数据从“某个计算机特定的数据格式”转换为“网络通用的标准数据格式”后再发送出去,接收端也进行相应处理。表示层与表示层之间为了识别编码格式也会附加首部信息,从而将实际传输的数据转交给下一层处理。会话层:通信管理。负责建立和断开通信连接(数据流动的逻辑通路)。管理传输层以下的分层。假定用户A新建了5封电子邮件准备发送给用户B,是建立一次连接一起发送,还是分别建立5次连接各自发送,都是会话层决定的,会话层和表示层一样,也会在数据前段附加首部或标签信息再转发给下一层。而这些首部或标签中记录着数据传送顺序的信息。传输层:管理两个节点之间的数据传输。负责可靠传输(确保数据被可靠传送到目标地址)。用主机A将“早上好”这一数据发送给主机B,期间可能因为某些原因导致数据损坏,主机B只收到“早上”,此时也会将这一事实告诉主机A,主机A得知情况会将后面的“好”重发给主机B。保证数据传输的可靠性是传输层的一个重要作用。为了确保可靠性,这一层所要传输的数据附加首部以识别这一分层的数据。然而,实际上将数据传输给对端的处理是由网络层来完成的。网络层:地址管理与路由选择。两端主机之间虽然有众多数据链路,但能够将数据从主机A送到主机B也都是网络层的功劳。相当于TCP/IP协议中的IP协议,网络层不能保证数据的可达性,所以需要传输层TCP协议确保可达性,所以TCP/IP协议实现了可靠传输。数据链路层:互连设备之间传送和识别数据帧。网络层负责将整个数据发送给最终目标地址,而数据链路层则只负责发送一个分段内的数据。物理层:以“0”、“1”代表电压的高低、灯光的闪灭。界定连接器和网线的规格。将数据的0、1转换为电压和脉冲光传输给物理的传输介质。计算机之间的网络连接通过电缆相互连接。任何一台计算机连接网络时,必须要使用网卡(网络适配器、NIC、LAN卡),中继器的作用是将电缆传过来的信号调整和放大再传给另一个电缆,可以完成不同媒介之间的连接工作。网桥是数据链路层面上连接两个网络的设备,提供的是传递数据帧的作用,并且还具备自学机制。路由器是在网络层面上(OSI七层模型网络层)连接两个网络、并对分组报文进行转发的设备。网桥是根据物理地址(MAC地址)进行处理,而路由器/3层交换机则是根据IP地址进行处理的。由此,TCP/IP中网络层的地址就成为了IP地址。对于并发访问量非常大的一个企业级Web站点,使用一台服务器不足以满足前端的访问需求,这时通常会架设多台服务器来分担。这些服务器的访问的入口地址通常只有一个,为了能通过同一个URL将前端访问分发到后台多个服务器上,可以将这些服务器的前端加一个负载均衡器。这种负载均衡器就是4-7层交换机的一种。网关是OSI参考模型中负责将从传输层到应用层的数据进行转换和转发的设备。在两个不能进行直接通信的协议之间进行翻译,最终实现两者的通信。非常典型的例子就是互联网邮件和手机邮件之间的转换服务。防火墙也是一款通过网关通信,针对不用应用提高安全性的产品。美国军方利用分组交换技术组件的ARPANET网络是互联网的鼻祖。而BSD UNIX操作系统实现了TCP/IP协议,随着UNIX系统的普及,TCP/IP协议开始盛行。TCP/IP可以单纯的指这两种协议,然而在很多情况下,它指的是包含HTTP、SMTP、FTP、TCP、UDP、IP、ARP等很多协议的网际协议族。发送数据包的过程,和上节OSI参考模型中介绍的差不多。数据链路层是由网络接口(以太网驱动)来处理的,它会改数据附加上以太网首部,以太网首部中包含接收端的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。在以太网普及之初,一般多台终端使用同一根同轴电缆的共享介质型连接方式,访问控制一般以半双工通信为前提采用CSMA/CD方式。随着ATM交换技术的进步和CAT5 UTP电缆的普及很快发生了变化,逐渐采用像非共享介质网络那样直接与交换机连接的方式。网络层与数据链路层的关系某人要去一个很远的地方旅行,并计划先后乘坐飞机、火车、公交车到达目的地。旅行社不仅帮他预订好了飞机票和火车票,甚至还为他指定了一个详细的行程表,详细到几点几分需要乘坐飞机或火车都一目了然。机票和火车票只能够在某一限定区间内移动,此处的“区间内”就如同通信网络上的数据链路。这个区间内的出发地点和目的地点就如同某一个数据链路的源地址和目标地址等首部信息。整个行程表的作用就相当于网络层。DNS:将域名和IP地址相匹配。ARP:以目标IP地址为线索,用来定位下一个应该接受数据分包的网络设备对应的MAC地址。ARP只适用于IPv4,IPv6可以用ICMPv6替代ARP发送邻居探索消息。ICMP:在IP通信中如果某个IP包因为某种原因未能送达目标地址,那么这个具体的原因将由ICMP负责通知。DHCP:使用移动设备时,每移动到一个新地方,都要重新设置IP地址,为了实现自动设置IP地址、统一管理IP地址分配,就产生了DHCP协议。NAT:是用于在本地网络中使用私有地址,在连接互联网时转而使用全局IP地址的技术。IP隧道:IPv4和IPv6之间进行通信的技术就是IP隧道。TCP用于低速可靠传输UDP用于高速不可靠传输端口号就是用来识别同一台计算机中进行通信的不同应用程序,也被称为程序地址。TCP传输利用窗口控制提高速度,无需等到每次应答来进行下一次发送,而是有个窗口进行缓冲,来提高吞吐量。TCP拥塞控制,利用拥塞窗口来调节发送的数据量,拥塞时减小窗口,流畅是增大窗口来控制吞吐量。我们日常网络访问的http用的是tcp ,那还是看一下这个过程吧tcp可以提供全双工的数据流传输服务,全双工说白了,就是同一时间A可以发信息给B , B也可以发消息给A ,俩人同时都可以给对方发消息;半双工就是某个时间段A可以发给B ,但B不能给A ,换个时间段,就反过来了。这个过程理解起来,就像两人在喊话:A:喂,有人吗,我想建立连接B:有哇,你建立吧,等你吆A:好哒,我来啦然后俩人就建立连接了...一定要三次握手么,两次行不行?这么一个场景:A->B: 洞幺洞幺,我是洞拐,收到请回复。B->A: 洞拐洞拐,洞幺收到。请问根据以上对话判断:1、B是否能收到A的信息? (答案是肯定的)2、A是否能收到B的信息? (你猜?)tcp的核心思想是保证数据可靠传输,如果2次,显然不行,但3次就一定行么?未必,可能第三次的时候网络中断了,然后A就认为B收到了,然后一通发消息,其实B没收到,但这是无法完全保证的。无论握手多少次都不能满足传输的绝对可靠,为了效率跟相对可靠而看,3次刚刚好,所以就3次了(正好AB相互确认了一次)。举个栗子:把客户端比作男孩,服务器比作女孩。通过他们的分手来说明“四次挥手”过程:"第一次挥手" :日久见人心,男孩发现女孩变成了自己讨厌的样子,忍无可忍,于是决定分手,随即写了一封信告诉女孩。“第二次挥手” :女孩收到信之后,知道了男孩要和自己分手,怒火中烧,心中暗骂:你算什么东西,当初你可不是这个样子的!于是立马给男孩写了一封回信:分手就分手,给我点时间,我要把你的东西整理好,全部还给你!男孩收到女孩的第一封信之后,明白了女孩知道自己要和她分手。随后等待女孩把自己的东西收拾好。“第三次挥手” :过了几天,女孩把男孩送的东西都整理好了,于是再次写信给男孩:你的东西我整理好了,快把它们拿走,从此你我恩断义绝!“第四次挥手” :男孩收到女孩第二封信之后,知道了女孩收拾好东西了,可以正式分手了,于是再次写信告诉女孩:我知道了,这就去拿回来!为什么连接的时候是三次握手,关闭的时候却是四次握手?答:因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后,可以直接发送SYN+ACK报文 。其中ACK报文是用来应答的, SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时,当Server端收到FIN报文时,很可能并不会立即关闭SOCKET ,所以只能先回复一个ACK报文 ,告诉Client端 ,"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了,我才能发送FIN报文 ,因此不能一起发送。故需要四步握手。静态路由是指事先设置好路由器和主机中并将路由信息固定的一种方法。缺点是某个路由器发生故障,基本上无法自动绕过发生故障的节点,只有在管理员手工设置以后才能恢复正常。动态路由是管理员先设置好路由协议,其设定过程的复杂程度与具体要设置路由协议的类型有直接关系。在路由器个数较多的网络,采用动态路由显然能够减轻管理员负担。网络发生故障,只要有一个可绕的其他路径,数据包会自动选择这个路径,但路由器需要定期相互交换必要的路由控制信息,会增加一定程度的负荷。根据路由控制范围分为IGP(内部网关协议)和EGP(外部网关协议)路由算法分为距离向量算法和链路状态算法距离向量算法:通过距离与方向确定通往目标网络的路径链路状态算法:链路状态中路由器知道网络的连接状态,并根据链路信息确定通往目标网络的路径。IGP包含RIP、RIP2、OSPFEGP包含EGP、BGPRIP是距离向量型的一种路由协议,广泛应用于LANRIP2是RIP的第二版。新增以下特点:使用多播、支持子网掩码、路由选择域、外部路由标志、身份验证密钥OSPF是一种链路状态型路由协议。在RIP和OSPF中利用IP的网络地址部分进行着路由控制,然而BGP则需要放眼整个互联网进行路由控制。BGP的最终路由控制表有网络地址和下一站的路由器组来表示,不过它会根据所要经过的AS个数进行路由控制。有了AS编号的域,就相当于有了自己一个独立的“国家”。AS的代表可以决定AS内部的网络运营和相关政策。与其他AS相连的时候,可以像一位“外交官”一样签署合约再进行连接。正是有了这些不同地区的AS通过签约的相互连接,才有了今天全球范围内的互联网。转发IP数据包的过程中除了使用路由技术外,还在使用标记交换技术。最有代表性的就是多协议标记交换技术(MPLS)。MPLS的标记不像MAC地址直接对应到硬件设备。因此,MPLS不需要具备以外网或ATM等数据链路层协议的作用,而只需要关注它与下面一层IP层之间的功能和协议即可。MPLS优点:1.转发速度快2.利用标记生成虚拟路径,并在它的上面实现IP等数据包的通信。

TCP/IP网络模型从上至下哪四层组成?各层主要功能是什么?
1、组成:应用层、传输层、网络层、链路层2、各层主要功能:应用层:负责向用户提供应用程序,比如HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP等。传输层:负责对报文进行分组和重组,并以TCP或UDP协议格式封装报文。网络层:负责路由以及把分组报文发送给目标网络或主机。链路层:负责封装和解封装IP报文,发送和接受ARP/RARP报文等。扩展资料OSI是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。而TCP/IP简单来说就是OSI的简化版,把OSI的七层简化为了四层。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协议来完成自己的需求。参考资料:百度百科 - TCP/IP协议
TCP/IP网络模型从上至下由应用层、传输层、网络层、链路层组成。1、应用层功能:应用层负责处理特定的应用程序细节。几乎各种不同的TCP/IP实现都会提供下面这些通用的应用程序:Telnet远程登录、SMTP(简单邮件传输协议)、FTP(文件传输协议)、HTTP(超文本传输协议)等。2、传输层功能:传输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议族中,有两个互不相同的传输协议:TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)。3、网络层功能:网络层处理分组在网络中的活动,例如分组的选路。在TCP/IP协议族中,网络层协议包括IP协议(网际协议)、ICMP协议(网际控制报文协议)和IGMP协议(网际组管理协议)。4、链路层功能:链路层有时也称作数据链路层或网络接口层,通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆(或其他任何传输媒介)的物理接口细节。把链路层地址和网络层地址联系起来的协议有ARP(地址解析协议)和RARP(逆地址解析协议)。扩展资料:TCP/IP始于美国国防部,美国国防部于20世纪60年代末为高级研究计划局网络(ARPAnet,Intermet的前身)开发了TCP/IP。TCP/IP的迅速流行要归功于它的低成本、可在不同的平台间进行通信的能力和它开放的特性。“开放”的意思是软件开发人员可以自由地使用和修改TCP/IP的核心协议。TCP/IP是Internet实际采用的标准。UNIX和Linux一直都使用TCP/IP,Windows网络操作系统也以TCP/IP作为默认的协议。TCP/IP协议的开发始于20世纪60年代后期,早于OSI参考模型,故不甚符合OSI参考标准。大致来说,TCP协议对应于OSI参考模型的传输层,IP协议对应于网络层。虽然OSI参考模型是计算机网络协议的标准,但由于其开销太大,所以真正采用它的情况并不多。TCP/IP协议则不然,由于它的简洁、实用,从而得到了广泛的应用。可以说,TCP/IP协议已成为建立计算机局域网、广域网的首选协议,已成为事实上的工业标准和国际标准参考资料来源:百度百科-TCP/IP协议
CP/IP分层模型 TCP/IP分层模型(TCP/IP Layening Model)被称作因特网分层模型(Internet Layering Model)、因特网参考模型(Internet Reference Model)。图2.2表示了TCP/IP分层模型的四层。┌────────┐┌─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┐│ ││D│F│W│F│H│G│T│I│S│U│ ││ ││N│I│H│T│T│O│E│R│M│S│其││第四层,应用层 ││S│N│O│P│T│P│L│C│T│E│ ││ ││ │G│I│ │P│H│N│ │P│N│ ││ ││ │E│S│ │ │E│E│ │ │E│它││ ││ │R│ │ │ │R│T│ │ │T│ │└────────┘└─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┘┌────────┐┌─────────┬───────────┐│第三层,传输层 ││ TCP │ UDP │└────────┘└─────────┴───────────┘┌────────┐┌─────┬────┬──────────┐│ ││ │ICMP│ ││第二层,网间层 ││ └────┘ ││ ││ IP │└────────┘└─────────────────────┘┌────────┐┌─────────┬───────────┐│第一层,网络接口││ARP/RARP │ 其它 │└────────┘└─────────┴───────────┘图2.2 TCP/IP四层参考模型TCP/IP协议被组织成四个概念层,其中有三层对应于ISO参考模型中的相应层。ICP/IP协议族并不包含物理层和数据链路层,因此它不能独立完成整个计算机网络系统的功能,必须与许多其他的协议协同工作。TCP/IP分层模型的四个协议层分别完成以下的功能:第一层??网络接口层网络接口层包括用于协作IP数据在已有网络介质上传输的协议。实际上TCP/IP标准并不定义与ISO数据链路层和物理层相对应的功能。相反,它定义像地址解析协议(Address Resolution Protocol,ARP)这样的协议,提供TCP/IP协议的数据结构和实际物理硬件之间的接口。第二层??网间层网间层对应于OSI七层参考模型的网络层。本层包含IP协议、RIP协议(Routing Information Protocol,路由信息协议),负责数据的包装、寻址和路由。同时还包含网间控制报文协议(Internet Control Message Protocol,ICMP)用来提供网络诊断信息。第三层??传输层传输层对应于OSI七层参考模型的传输层,它提供两种端到端的通信服务。其中TCP协议(Transmission Control Protocol)提供可靠的数据流运输服务,UDP协议(Use Datagram Protocol)提供不可靠的用户数据报服务。第四层??应用层 应用层对应于OSI七层参考模型的应用层和表达层。因特网的应用层协议包括Finger、Whois、FTP(文件传输协议)、Gopher、HTTP(超文本传输协议)、Telent(远程终端协议)、SMTP(简单邮件传送协议)、IRC(因特网中继会话)、NNTP(网络新闻传输协议)等,这也是本书将要讨论的重点。

TCP/IP四层模型
ISO制定的OSI参考模型的过于庞大、复杂招致了许多批评。与此对照,由技术人员自己开发的TCP/IP协议栈获得了更为广泛的应用。 如图所示,是TCP/IP参考模型和OSI参考模型的对比示意图。在TCP/IP参考模型中,去掉了OSI参考模型中的会话层和表示层(这两层的功能被合并到应用层实现)。同时将OSI参考模型中的数据链路层和物理层合并为主机到网络层。下面,分别介绍各层的主要功能。实际上TCP/IP参考模型没有真正描述这一层的实现,只是要求能够提供给其上层-网络互连层一个访问接口,以便在其上传递IP分组。由于这一层次未被定义,所以其具体的实现方法将随着网络类型的不同而不同。网络互连层是整个TCP/IP协议栈的核心。它的功能是把分组发往目标网络或主机。同时,为了尽快地发送分组,可能需要沿不同的路径同时进行分组传递。因此,分组到达的顺序和发送的顺序可能不同,这就需要上层必须对分组进行排序。网络互连层定义了分组格式和协议,即IP协议(Internet Protocol)。网络互连层除了需要完成路由的功能外,也可以完成将不同类型的网络(异构网)互连的任务。除此之外,网络互连层还需要完成拥塞控制的功能。在TCP/IP模型中,传输层的功能是使源端主机和目标端主机上的对等实体可以进行会话。在传输层定义了两种服务质量不同的协议。即:传输控制协议TCP(transmission control protocol)和用户数据报协议UDP(user datagram protocol)。TCP协议是一个面向连接的、可靠的协议。它将一台主机发出的字节流无差错地发往互联网上的其他主机。在发送端,它负责把上层传送下来的字节流分成报文段并传递给下层。在接收端,它负责把收到的报文进行重组后递交给上层。TCP协议还要处理端到端的流量控制,以避免缓慢接收的接收方没有足够的缓冲区接收发送方发送的大量数据。UDP协议是一个不可靠的、无连接的协议,主要适用于不需要对报文进行排序和流量控制的场合。TCP/IP模型将OSI参考模型中的会话层和表示层的功能合并到应用层实现。应用层面向不同的网络应用引入了不同的应用层协议。其中,有基于TCP协议的,如文件传输协议(File Transfer Protocol,FTP)、虚拟终端协议(TELNET)、超文本链接协议(Hyper Text Transfer Protocol,HTTP),也有基于UDP协议的。IP协议是TCP/IP协议族中最为核心的协议。它提供不可靠、无连接的服务,也即依赖其他层的协议进行差错控制。在局域网环境,IP协议往往被封装在以太网帧中传送。而所有的TCP、UDP、ICMP、IGMP数据都被封装在IP数据报中传送。IP报文格式:IP头部格式:其中:● 版本(Version)字段:占4比特。用来表明IP协议实现的版本号,当前一般为IPv4,即0100。● 报头长度(Internet Header Length,IHL)字段:占4比特。是头部占32比特的数字,包括可选项。普通IP数据报(没有任何选项),该字段的值是5,即160比特=20字节。此字段最大值为60字节。● 服务类型(Type of Service ,TOS)字段:占8比特。其中前3比特为优先权子字段(Precedence,现已被忽略)。第8比特保留未用。第4至第7比特分别代表延迟、吞吐量、可靠性和花费。当它们取值为1时分别代表要求最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用。这4比特的服务类型中只能置其中1比特为1。可以全为0,若全为0则表示一般服务。● 总长度字段:占16比特。指明整个数据报的长度(以字节为单位)。最大长度为65535字节。● 标志字段:占16比特。用来唯一地标识主机发送的每一份数据报。通常每发一份报文,它的值会加1。● 标志位字段:占3比特。标志一份数据报是否要求分段。● 段偏移字段:占13比特。如果一份数据报要求分段的话,此字段指明该段偏移距原始数据报开始的位置。● 生存期(TTL:Time to Live)字段:占8比特。用来设置数据报最多可以经过的路由器数。由发送数据的源主机设置,通常为32、64、128等。每经过一个路由器,其值减1,直到0时该数据报被丢弃。● 协议字段:占8比特。指明IP层所封装的上层协议类型,如ICMP(1)、IGMP(2) 、TCP(6)、UDP(17)等。● 头部校验和字段:占16比特。内容是根据IP头部计算得到的校验和码。计算方法是:对头部中每个16比特进行二进制反码求和。(和ICMP、IGMP、TCP、UDP不同,IP不对头部后的数据进行校验)。● 源IP地址、目标IP地址字段:各占32比特。用来标明发送IP数据报文的源主机地址和接收IP报文的目标主机地址。可选项字段:占32比特。用来定义一些任选项:如记录路径、时间戳等。这些选项很少被使用,同时并不是所有主机和路由器都支持这些选项。可选项字段的长度必须是32比特的整数倍,如果不足,必须填充0以达到此长度要求。TCP是一种可靠的、面向连接的字节流服务。源主机在传送数据前需要先和目标主机建立连接。然后,在此连接上,被编号的数据段按序收发。同时,要求对每个数据段进行确认,保证了可靠性。如果在指定的时间内没有收到目标主机对所发数据段的确认,源主机将再次发送该数据段。 TCP是一种可靠的、面向连接的字节流服务。源主机在传送数据前需要先和目标主机建立连接。然后,在此连接上,被编号的数据段按序收发。同时,要求对每个数据段进行确认,保证了可靠性。如果在指定的时间内没有收到目标主机对所发数据段的确认,源主机将再次发送该数据段。TCP头部结构:其中:● 源、目标端口号字段:占16比特。TCP协议通过使用"端口"来标识源端和目标端的应用进程。端口号可以使用0到65535之间的任何数字。● 顺序号字段:占32比特。用来标识从TCP源端向TCP目标端发送的数据字节流,它表示在这个报文段中的第一个数据字节。● 确认号字段:占32比特。只有ACK标志为1时,确认号字段才有效。它包含目标端所期望收到源端的下一个数据字节。● 头部长度字段:占4比特。给出头部占32比特的数目。没有任何选项字段的TCP头部长度为20字节;最多可以有60字节的TCP头部。● 标志位字段(U、A、P、R、S、F):占6比特。各比特的含义如下:◆ URG:紧急指针(urgent pointer)有效。◆ ACK:确认序号有效。◆ PSH:接收方应该尽快将这个报文段交给应用层。◆ RST:重建连接。◆ SYN:发起一个连接。◆ FIN:释放一个连接。● 窗口大小字段:占16比特。此字段用来进行流量控制。单位为字节数,这个值是本机期望一次接收的字节数。● TCP校验和字段:占16比特。对整个TCP报文段,即TCP头部和TCP数据进行校验和计算,并由目标端进行验证。● 紧急指针字段:占16比特。它是一个偏移量,和序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。● 选项字段:占32比特。可能包括"窗口扩大因子"、"时间戳"等选项。UDP是一种不可靠的、无连接的数据报服务。源主机在传送数据前不需要和目标主机建立连接。数据被冠以源、目标端口号等UDP报头字段后直接发往目的主机。这时,每个数据段的可靠性依靠上层协议来保证。在传送数据较少、较小的情况下,UDP比TCP更加高效。UDP头部结构:● 源、目标端口号字段:占16比特。作用与TCP数据段中的端口号字段相同,用来标识源端和目标端的应用进程。● 长度字段:占16比特。标明UDP头部和UDP数据的总长度字节。● 校验和字段:占16比特。用来对UDP头部和UDP数据进行校验。和TCP不同的是,对UDP来说,此字段是可选项,而TCP数据段中的校验和字段是必须项。在每个TCP、UDP数据段中都包含源端口和目标端口字段。有时,我们把一个IP地址和一个端口号合称为一个套接字(Socket),而一个套接字对(Socket pair)可以唯一地确定互连网络中每个TCP连接的双方(客户IP地址、客户端口号、服务器IP地址、服务器端口号)。如图所示,是常见的一些协议和它们对应的服务端口号。需要注意的是,不同的应用层协议可能基于不同的传输层协议,如FTP、TELNET、SMTP协议基于可靠的TCP协议。TFTP、SNMP、RIP基于不可靠的UDP协议。同时,有些应用层协议占用了两个不同的端口号,如FTP的20、21端口,SNMP的161、162端口。这些应用层协议在不同的端口提供不同的功能。如FTP的21端口用来侦听用户的连接请求,而20端口用来传送用户的文件数据。再如,SNMP的161端口用于SNMP管理进程获取SNMP代理的数据,而162端口用于SNMP代理主动向SNMP管理进程发送数据。还有一些协议使用了传输层的不同协议提供的服务。如DNS协议同时使用了TCP 53端口和UDP 53端口。DNS协议在UDP的53端口提供域名解析服务,在TCP的53端口提供DNS区域文件传输服务。 来自陈十一

如何实现TCP和UDP传输
首先我们来看一下什么是TCP和UDP。 什么是TCP?TCP:Transmission Control Protocol 传输控制协议TCP是一种面向连接(连接导向)的、可靠的、基于字节流的运输层(Transport layer)通信协议,由IETF的RFC 793说明(specified)。在简化的计算机网络OSI模型中,它完成第四层传输层所指定的功能。应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流,然后TCP把数据流分割成适当长度的报文段(通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传送单元(MTU)的限制)。之后TCP把结果包传给IP层,由它来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。TCP为了保证不发生丢包,就给每个字节一个序号,同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认(ACK);如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认,那么对应的数据(假设丢失了)将会被重传。TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误;在发送和接收时都要计算校验和。首先,TCP建立连接之后,通信双方都同时可以进行数据的传输,其次,他是全双工的;在保证可靠性上,采用超时重传和捎带确认机制。在流量控制上,采用滑动窗口协议[1],协议中规定,对于窗口内未经确认的分组需要重传。在拥塞控制上,采用慢启动算法。什么是UDP?UDP 是User Datagram Protocol的简称, 中文名是用户数据包协议,是 OSI 参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。它是IETF RFC 768是UDP的正式规范。在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包。在OSI模型中,在第四层——传输层,处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据报分组、组装和不能对数据包的排序的缺点,也就是说,当报文发送之后,是无法得知其是否安全完整到达的。 UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP协议从问世至今已经被使用了很多年,虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖,但是即使是在今天,UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。与所熟知的TCP(传输控制协议)协议一样,UDP协议直接位于IP(网际协议)协议的顶层。根据OSI(开放系统互连)参考模型,UDP和TCP都属于传输层协议。UDP协议的主要作用是将网络数据流量压缩成数据报的形式。一个典型的数据报就是一个二进制数据的传输单位。每一个数据报的前8个字节用来包含报头信息,剩余字节则用来包含具体的传输数据。TCP和UDP在android中的使用和在Java里是完全一样的。首先我们看看TCP连接,下图为TCP连接的一个示意图:TCP传输原理是不是很好理解,这里就不多说了,直接看代码吧!实践出真知。TCP服务器端代码:try {Boolean endFlag = false;ServerSocket ss = new ServerSocket(12345);while (!endFlag) {// 等待客户端连接Socket s = ss.accept();BufferedReader input = new BufferedReader(newInputStreamReader(s.getInputStream()));//注意第二个参数据为true将会自动flush,否则需要需要手动操作output.flush()PrintWriter output = newPrintWriter(s.getOutputStream(),true);String message = input.readLine();Log.d("Tcp Demo", "message from Client:"+message);output.println("message received!");//output.flush();if("shutDown".equals(message)){endFlag=true;}s.close();}ss.close(); } catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}TCP客户端代码:try {Socket s = new Socket("localhost", 12345);// outgoing stream redirect to socketOutputStream out = s.getOutputStream();// 注意第二个参数据为true将会自动flush,否则需要需要手动操作out.flush()PrintWriter output = new PrintWriter(out, true);output.println("Hello IdeasAndroid!");BufferedReader input = new BufferedReader(newInputStreamReader(s.getInputStream()));// read line(s)String message = input.readLine();Log.d("Tcp Demo", "message From Server:" + message);s.close(); } catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}下面我们看看UDP:UDP传输原理UDP服务器端代码:// UDP服务器监听的端口Integer port = 12345;// 接收的字节大小,客户端发送的数据不能超过这个大小byte[] message = new byte[1024];try {// 建立Socket连接DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(port);DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(message,message.length);try {while (true) {// 准备接收数据datagramSocket.receive(datagramPacket);Log.d("UDP Demo", datagramPacket.getAddress().getHostAddress().toString()+ ":" + new String(datagramPacket.getData()));}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}} catch (SocketException e) {e.printStackTrace();}UDP客户端代码:public static void send(String message) {message = (message == null ? "Hello IdeasAndroid!" : message);int server_port = 12345;DatagramSocket s = null;try {s = new DatagramSocket();} catch (SocketException e) {e.printStackTrace();}InetAddress local = null;try {// 换成服务器端IPlocal = InetAddress.getByName("localhost");} catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();}int msg_length = message.length();byte[] messagemessageByte = message.getBytes();DatagramPacket p = new DatagramPacket(messageByte, msg_length, local,server_port);try {s.send(p);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}} 代码中需要注意的地方已做了注释,希望本文对您有所帮助!

TCP/IP协议结构分布图
TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型,是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网路层、传输层、话路层、表示层和应用层。 而TCP/IP通讯协议采用了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。这4层分别为:●应用层:应用程序间沟通的层,如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Telnet)等。●传输层:在此层中,它提供了节点间的数据传送服务,如传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)等,TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中,这一层负责传送数据,并且确定数据已被送达并接收。●互连网络层:负责提供基本的数据封包传送功能,让每一块数据包都能够到达目的主机(但不检查是否被正确接收),如网际协议(IP)。 ●网络接口层:对实际的网络媒体的管理,定义如何使用实际网络(如Ethernet、Serial Line等)来传送数据。
1、TCP/IP协议栈 四层模型TCP/IP这个协议遵守一个四层的模型概念:应用层、传输层、互联层和网络接口层。网络接口层模型的基层是网络接口层。负责数据帧的发送和接收,帧是独立的网络信息传输单元。网络接口层将帧放在网上,或从网上把帧取下来。互联层互联协议将数据包封装成internet数据报,并运行必要的路由算法。这里有四个互联协议:网际协议IP:负责在主机和网络之间寻址和路由数据包。地址解析协议ARP:获得同一物理网络中的硬件主机地址。网际控制消息协议ICMP:发送消息,并报告有关数据包的传送错误。互联组管理协议IGMP:被IP主机拿来向本地多路广播路由器报告主机组成员。传输层传输协议在计算机之间提供通信会话。传输协议的选择根据数据传输方式而定。两个传输协议:传输控制协议TCP:为应用程序提供可靠的通信连接。适合于一次传输大批数据的情况。并适用于要求得到响应的应用程序。用户数据报协议UDP:提供了无连接通信,且不对传送包进行可靠的保证。适合于一次传输小量数据,可靠性则由应用层来负责。应用层应用程序通过这一层访问网络。网络接口技术IP使用网络设备接口规范NDIS向网络接口层提交帧。IP支持广域网和本地网接口技术。串行线路协议 TCP/IPG一般通过internet串行线路协议SLIP或点对点协议PPP在串行线上进行数据传送。(是不是我们平时把它称之为异步通信,对于要拿LINUX提供建立远程连接的朋友应该多研究一下这方面的知识)?

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