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TCP/IP

时间:2020-01-17 00:44:40      阅读:84      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

1、OSI(Open System Interconnect),即开放式系统互联。 一般都叫OSI参考模型,是ISO(国际标准化组织)组织在1985年研究的网络互联模型。
2、TCP/IP协议栈是美国国防部高级研究计划局计算机网(ARPANET)和其后继因特网使用的参考模型。ARPANET是由美国国防部赞助的研究网络。最初,它只连接了美国境内的四所大学。随后的几年中,它通过租用的电话线连接了数百所大学和政府部门。最终ARPANET发展成为全球规模最大的互连网络-因特网。最初的ARPANET于1990年永久性地关闭。  
3、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。

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二、OSI七层和TCP/IP四层的关系
1、OSI引进了服务、接口、协议、分层的概念,TCP/IP借鉴了OSI的这些概念建立TCP/IP模型。
2、OSI先有模型,后有协议,先有标准,后进行实践;而TCP/IP则相反,先有协议和应用,再提出了模型,且是参照OSI模型。
3、OSI是一种理论下的模型,而TCP/IP已经被广泛应用,称为网络互联实施上的标准。

三、几个协议
1、IP协议 (Internet protocol)
这里的IP不是指的我们通常所说的192.168.1.1.这个IP指的是一种协议。192.168.1.1.指的是IP地址。IP协议的作用在于把各种数据包准确无误的传递给对方,其中两个重要的条件是IP地址和MAC地址(Media Access Control Address)。由于IP地址是稀有资源,不可能每个人都拥有一个IP地址,所以我们通常的IP地址是路由器给我们生成的IP地址,路由器里面会记录我们的MAC地址。而MAC地址是全球唯一的,除去人为因素外不可能重复。举一个现实生活中的例子,IP地址就如同是我们居住小区的地址,而MAC地址就是我们住的那栋楼那个房间那个人。

2、TCP协议
按层次分,TCP属于传输层,提供可靠的字节流服务。所谓的字节流,其实就类似于信息切割。比如你是一个卖自行车的,你要去送货。安装好的自行车,太过庞大,又不稳定,容易损伤。不如直接把自行车拆开来,每个零件上都贴上收货人的姓名。最后送到后按照把属于同一个人的自行车再组装起来,这个拆解、运输、拼装的过程其实就是TCP字节流的过程。

TCP的三次握手和四次挥手过程:

首先介绍下TCP的报文格式:

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上图中有几个字段需要重点介绍下:
(1)序号:Seq序号,占32位,用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流,发起方发送数据时对此进行标记。
(2)确认序号:Ack序号,占32位,只有ACK标志位为1时,确认序号字段才有效,Ack=Seq+1。
(3)标志位:共6个,即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等,具体含义如下:
(A)URG:紧急指针(urgent pointer)有效。
(B)ACK:确认序号有效。
(C)PSH:接收方应该尽快将这个报文交给应用层。
(D)RST:重置连接。
(E)SYN:发起一个新连接。
(F)FIN:释放一个连接。

 

TCP的三次握手和四次挥手总图

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第一次握手:客户端发送一个TCP的SYN标志位置1的包指明客户打算连接的服务器的端口,以及初始序号X,保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。
第二次握手:服务器发回确认包(ACK)应答。即SYN标志位和ACK标志位均为1同时,将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的ISN加1以.即X+1。
第三次握手:客户端再次发送确认包(ACK) SYN标志位为0,ACK标志位为1.并且把服务器发来ACK的序号字段+1,放在确定字段中发送给对方.并且在数据段放写ISN的+1。

第一次挥手:客户端发送一个FIN,用来关闭服务端到Server的数据传送,客户端进入FIN_WAIT_1状态。
第二次挥手:服务端 收到FIN后,发送一个ACK给Client,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号),服务端进入CLOSE_WAIT状态
第三次挥手:服务端发送一个FIN,用来关闭Server到Client的数据传送,服务端进入LAST_ACK状态。
第四次挥手:客服端收到FIN后,服务端进入TIME_WAIT状态,接着发送一个ACK给服务端,确认序号为收到序号+1,Server进入CLOSED状态,完成四次挥手。

为什么连接的时候是三次握手,关闭的时候却是四次握手?
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。

3、UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)
(1)UDP是一个非连接的协议,传输数据之前源端和终端不建立连接,当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据,并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端,UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制;在接收端,UDP把每个消息段放在队列中,应用程序每次从队列中读一个消息段。
(2)由于传输数据不建立连接,因此也就不需要维护连接状态,包括收发状态等,因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。
(3)UDP信息包的标题很短,只有8个字节,相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。
(4)吞吐量不受拥挤控制算法的调节,只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。
(5)UDP使用尽最大努力交付,即不保证可靠交付,因此主机不需要维持复杂的链接状态表(这里面有许多参数)。
(6)UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文,在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分,也不合并,而是保留这些报文的边界,因此,应用程序需要选择合适的报文大小。

TCP与UDP的区别:
1.基于连接与无连接;
2.对系统资源的要求(TCP较多,UDP少);
3.UDP程序结构较简单;
4.流模式与数据报模式 ;
5.TCP保证数据正确性,UDP可能丢包,TCP保证数据顺序,UDP不保证。

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原文链接:https://blog.csdn.net/xuedan1992/article/details/80958522

参考资料:
https://blog.csdn.net/wo05644660559/article/details/78020279
https://www.cnblogs.com/Robin-YB/p/6668762.html

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原文:https://www.cnblogs.com/wenter2016/p/12203786.html

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