TCP/IP协议简述

1. 协议

在计算机网络与信息通讯领域里,人们经常提及 “协议” 一词。互联网中常用的协议有HTTP、TCP、IP等。

 

协议的必要性

简单来说,协议就是计算机与计算机之间通过网络通信时,事先达成的一种 “约定”。这种“约定”使不同厂商的设备、不同的CPU以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能够实现通信。这就好比一个中国人说汉语一个外国人说英语使用不同的国家语言进行沟通,怎么也无法理解。如果两个人约定好 都说中文或英文,就可以互相沟通通信。协议分为很多种,每一种协议都明确界定了它的行为规范。两台计算机必须能够支持相同的协议,并遵循相同协议进行处理,这样才能实现相互通信。

 

2. 协议分层

TCP/IP 是用于因特网 (Internet) 的通信协议。 TCP/IP 通信协议是对计算机必须遵守的规则的描述,只有遵守这些规则,计算机之间才能进行通信。

 

TCP (Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)协议属于传输层协议。其中TCP提供IP环境下的数据可靠传输,它提供的服务包括数据流传送、可靠性、有效流控、全双工操作和多路复 用。通过面向连接、端到端和可靠的数据包发送。通俗说,它是事先为所发送的数据开辟出连接好的通道,然后再进行数据发送;而UDP则不为IP提供可靠性、 流控或差错恢复功能。一般来说,TCP对应的是可靠性要求高的应用,而UDP对应的则是可靠性要求低、传输经济的应用。 TCP支持的应用协议主要有:Telnet、FTP、SMTP等; UDP支持的应用层协议主要有:NFS(网络文件系统)、SNMP(简单网络管理协议)、DNS(主域名称系统)、TFTP(通用文件传输协议)等。 TCP/IP协议与低层的数据链路层和物理层无关,这也是TCP/IP的重要特点

 

  • TCP(Transimision Control Protocol)
    • 传输控制协议
    • 可靠的、面向连接的协议
    • 传输效率低
  • UDP(User Datagram Protocol)
    • 用户数据报协议
    • 不可靠的、无连接的服务
    • 传输效率高

 

3. TCP/IP协议族

TCP/IP是基于TCP和IP这两个最初的协议之上的不同的通信协议的大集合

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3.1 OSI模型各层的通信协议举例

OSI模型定义了网络互连的七层框架(物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层),每一层实现各自的功能和协议,并完成与相邻层的接口通信。OSI模型各层的通信协议,大致举例如下表所示:

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TCP/IP协议是Internet互联网最基本的协议,其在一定程度上参考了七层ISO模型。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。但是这显然是有些复杂的,所以在TCP/IP协议中,七层被简化为了四个层次。TCP/IP模型中的各种协议,依其功能不同,被分别归属到这四层之中,常被视为是简化过后的七层OSI模型。

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分层的作用

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应用层

应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。应用层协议的代表包括:Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。

表示层

将应用处理的信息转换为适合网络传输的格式,或将来自下一层的数据转换为上层能够处理的格式。数据的表示、安全、压缩。

会话层

负责建立和断开通信连接(数据流动的逻辑通路),以及数据的分割等数据传输相关的管理。

传输层

管理两个节点之间的数据传输。负责可靠传输(确保数据被可靠地传送到目标地址)。

网络层

地址管理与路由选择, 在这一层,数据的单位称为数据包(packet)(路由器)。

数据链路层

互连设备之间传送和识别数据帧(交换机)。

物理层

以”0″、 “1”代表电压的高低,灯光的闪灭,在这一层,数据的单位称为比特(bit),(中继器、集线器、还有我们通常说的双绞线也工作在物理层)。

 

4. 传输方式分类

4.1 面向有连接的传输

TCP

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发送数据之前,需要在收发主机之间建立一条通信线路,在通信传输前后,专门进行建立和断开连接的处理,如果与对端之间无法通信,可避免发送无谓的数据

 

4.2 面向无连接的传输

UDP

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直接把数据包丢出去,对方收没收到跟我没关系,我只要丢出去就行了。

 

5. TCP三次握手和四次挥手

5.1 三次握手

三次握手是为了建立连接

由于是简述就不用专业术语解释,比较晦涩难懂

举一个形象的例子

  • A: 喂,你听得见么?
  • B: 我听得见呀,你听得到我么?
  • A: 我能听到你

旁白: 于是,他们愉快地聊了起来(传输数据)

 

为什么非得三次握手,不能2次么?

  • A: 喂,你听得见么?
  • B: 我听得见呀,你听得到我么?

旁白: B并不能知道A能不能听见呀

 

5.2 四次挥手

四次挥手是为了断开连接

  • A: 我要挂电话了哈,你还有什么事情么?
  • B: 哦,稍等会,你刚说的我还没搞清楚.

旁白: 过了一会

  • B: 我搞清楚了,那挂了吧,你有其他事情么?
  • A: 没了,挂吧

旁白: 于是B就挂了电话,A等了一会没有听到B讲话,也挂了电话.(保活时间)

要不说TCP安全稳定呢
 
本文完
敬爱与明天🌹

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