（chap2 TCP/IP基础知识） TCP/IP分层模型的通信流程

Posted 2021-06-08 thefist11

1. 每个分层中，都会对所发送的数据附件一个首部，在这个首部中包含了该层次必要的信息，如发送的目标地址以及协议相关信息。

1.1 数据单位

• 包
  全能性术语。
• 帧
  表示数据链路层中包的单位。
• 数据报
  IP和UDP 等网络层以上的分层中包的单位。
• 段
  表示TCP数据中流的信息。
• 消息
  指应用协议中数据的单位。

网络中传输的数据包由两部分组成，首部加数据。首部用来标明协议如何读取数据。

1.2 经过数据链路层的包：每个包首部中至少都会有两个信息，一个为发送端和接受端地址，另一个为上一层协议类型。

1.2.1 TCP包首部

• 以太网：MVC地址
• IP：IP地址
• TCP/UDP：端口号

1.2.2 IP包首部

• 接受端IP地址
• 发送端IP地址
• 用来判断其后数据是TCP还是UDP的信息。

1.2.3 以太网包首部

• 接受端的MAC地址
• 发送端MAC地址
• 标志以太网的类型数据

2. 通信流程（以发送邮件为例）

2.1 发送流程

step1. 应用程序处理

应用程序会进行编码处理(ISO表示层)，建立通信连接发送数据(ISO会话层)，在发送邮件的时候建立TCP连接。

step2.TCP模块处理

• 根据应用的指示，负责建立连接，发送数据以及断开连接。
• TCP提供将应用层发来的数据帧顺利的发送到对端的可靠传输。需要在应用层数据前端附件TCP首部，(包含源端口号和目标端口号，序号(发送的是包中那部分数据)以及校验和(判断数据是否损坏)，之后将附加TCP首部的包发给IP。

step3.IP模块处理

将TCP传过来的TCP首部和TCP数据合起来当做自己的数据，并在TCP首部的前端在加上自己的IP首部。

IP包生成后参考路由控制表决定接受此IP包的路由或主机，IP包将被发送给连接路由器或主机网络接口的驱动程序，可以利用ARP查找IP地址对应的MAC地址。

step4.网络接口(以太网驱动)的处理

从IP传过来IP包，以太网驱动会在数据上附加以太网首部并进行发送处理，以太网数据包通过物理层传输给接收端。FCS由硬件计算，添加到包的最后（判断数据包是否被破坏）。

2.2 接收数据流程（接受处理是发送端的逆序过程）

step5. 网络接口(以太网驱动)的处理

主机收到以太网包后，从以太网的包首部找到MAC地址判断是否发给自己

• 若不是，就丢弃数据。
• 若是，就查找以太网包首部中的类型域从而确定以太网协议所传送过来的数据类型。

step6. IP模块的处理

a. 判断得出包首部中的IP地址与自己的IP地址匹配
b. 若匹配，接受数据并从中查找上一层协议，如果为TCP就给TCP处理，如果为UDP就给UDP处理
c. 接收端地址往往不是自己的地址，需要借助路由控制表找到应该送往的主机或路由器。

step7. TCP模块处理

a. 计算一下校验和，判断是否被破坏
b. 检查是否是按照序号接收数据
c. 检查端口号，确定具体的应用程序。
d. 数据接收完成会返送“确认回执”，若接收端未能接收，发送端会一直发送。

step8. 应用程序的处理

接收端应用程序会直接接收发送端发送的数据，如果未能成功接收，就发送一个“处理异常”的回执给发送端。

3. eg. SNS(Social Network Service ),社交网络是一种即使共享，使发布消息该圈内特定联系人的一种服务。