《TCP/IP入门经典》摘录--Part 1

Posted 2020-11-15 nachdenken

TCP/IP基础知识

TCP/IP模块化设计的主要优点是：由于TCP/IP的模块化设计，TCP/IP协议栈能够方便地进行修改来适应特定的硬件和操作环境。将网络软件划分为具体的、设计良好的组件，有助于开发人员更容易地编写出于协议系统进行交互的程序。

1、网络协议簇的规则

2、TCP/IP模型的协议层

 

 

网络访问层：提供了与物理网络连接的接口。针对传输介质设置数据的格式，根据硬件的物理地址实现数据的寻址，对数据在物理网络中的传递提供错误控制。
网际层：提供独立于硬件的逻辑寻址，从而让数据能够在具有不同物理结构的子网之间传递。提供路由功能来降低流量，支持网间的数据传递（术语“网间”（internetwork）指的是多个局域网互相连接而形成的较大的网络，比如大公司里的网络或Internet）。实现物理地址（网络访问层使用的地址）与逻辑地址的转换。
传输层：为网络提供了流量控制、错误控制和确认服务。充当网络应用程序的接口。
应用层：为网络排错、文件传输、远程控制和 Internet 操作提供了应用程序，还支持应用编程接口（API），从而使得针对特定操作系统编写的程序能够访问网络。本书后面的章节将详细介绍TCP/IP协议每一层的行为。

 3、OSI七层模型

 

 

物理层：把数据转换为传输介质上的电子流或模拟脉冲，并且监视数据的传输。
数据链路层：提供与网络适配器相连的接口，维护子网的逻辑链接。
网络层：支持逻辑寻址与路由选择。
传输层：为网络提供错误控制和数据流控制。
会话层：在计算机的通信应用程序之间建立会话。
表示层：把数据转换为标准格式，管理数据加密与压缩。
应用层：为应用程序提供网络接口，支持文件传输、通信等功能的网络应用。 

4、数据包

在数据发送过程中，其流程是从堆栈的上到下，每一层都把相关的信息（被称为“报头”）捆绑到实际的数据上。包含报头信息和数据的数据包就作为下一层的数据，再次被添加报头信息和重新打包。当数据到达目的计算机时，接收过程恰恰是相反的，在数据从下到上经过协议栈的过程中，每一层都解开相应的报头并且使用其中的信息。

 

 如上图所示，在每一层，都要使用该层的报头信息对数据进行重新打包

数据包在每一层具有不同的形式和名称。下面是数据包在每一层的名称。

在应用层生成的数据包被称为消息。
在传输层生成的数据包封装了应用层的消息，如果它来自于传输层的TCP协议，就被称为分段；如果来自于传输层的UDP协议，就被称为数据报。
在网际层的数据包封装了传输层的片段，被称为数据报。
在网络访问层的数据包封装了数据报（而且可能对其进行再分解），被称为帧。帧被访问层里的最低子层转化为比特流。

5、TCP/IP网络概述

基本的TCP/IP联网系统：

基本场景如下：

1．数据从工作于应用层的协议、网络服务或应用编程接口（API）通过TCP或UDP端口传递到两个传输层协议（TCP或UDP）中的一个。程序可以根据需要通过TCP或UDP访问网络。
  TCP是面向连接的协议。与无连接的协议相比，面向连接的协议提供更复杂的流量控制和错误控制。TCP能够确保数据的发送质量，比UDP更可靠，但由于需要进行额外的错误检测和流量控制，因此比UDP的速度慢。
  UDP是个无连接的协议，比 TCP快，但是不可靠，它把错误控制的责任推给了应用。
2．数据分段传递到网际层，IP协议在此提供逻辑寻址信息，并且把数据封装为数据报。
3．IP 数据报进入网络访问层，传递到与物理网络相连接的软件组件。网络访问层创建一个或多个数据帧，从而进入到物理网络。在像以太网这样的局域网系统中，帧可能包含从表格里获得的物理地址信息，而这些表格是由网际层的ARP维护的（ARP是地址解析协议，把IP地址转换为物理地址）。
4．数据帧被转化为比特流，通过网络介质进行传输。