TCP/IP总结

        很多人都把TCP/IP理解为TCP和IP，其实不是。TCP/IP其实是一个协议族群包括了TCP协议，UDP协议，IP协议，DHCP协议（动态IP），SSH（远程登录协议），HTTP协议（超文本传输协议），PPP协议（点对点通信协议）。

        首先说一下OSI七层模型

分别是 1，物理层，主要负责电子信号与比特流之间的转换

            2，数据链路层，主要是负责比特流与数据帧之间的转换

            3，网络层，主要是数据帧与数据包之间的转换，已经数据经过那个路由器传到那个IP地址去。

            4， 传输层，检查数据是否有丢失

            5，会话层，什么时候建立连接，连接多久，以及什么时候断开连接

            6，表示层，接收文字，图片以及声音

            7，应用层，提供针对应用的协议（DHCP（动态主机协议），HTTP协议，FTP协议（文件传输），远程登录协议（SSH，TELNET），域名解析协议（DNS））

然后说一下TCP/IP中的四层分层

            1，网络接口层，  表示以太网，无线网LAN什么的，PPP协议也是这一层面的

            2，网际层，对应OSI中的网络层

            3，传输层，对应OSI中的传输层

            4，应用层，对应OSI中的最上面三层

TCP/IP技术是一种分组交换技术，可以让连接到通信电路的计算机将数据分成很多数据包，按照一定的顺序发送出去，这样计算机可以一齐接收发数据，分组的首部写入了发送端和接收端。之前使用的通信技术类似于打电话的情景，只能连接一个。而分组可以同时连接多个

这其中IP协议的作用就是把各种数据包发送给对方，IP协议是一种面向无连接的协议（主要是为了简化与提速），其大致分为三大模块，IP寻址（IP地址具有层次性，就是为了方便寻址），IP分包与组包，以及路由。路由控制是指将数据发送到目标地址的功能，为了将数据发送到指定主机，所有的主机都维护了一张路由表。

TCP协议是一种面向连接的可靠流协议。流就是指不断的数据结构。下面看一看TCP的报文格式

TCP报文中没有报文长度，因为TCP的报文长度可以从IP报文中获取。

紧急指针用于暂时中断通信或者中断通信。

选项，选项字段用于控制TCP的性能

TCP传输数据的基本单位是MSS（最大消息长度），在传输大量数据时，是以MSS的大小将数据切割发送的，进行重发时也是一样。在三次握手阶段，双方会把接口能够接受的MSS卸载首部报文中，在使用时选取小的哪一个投入使用。

再来说一说TCP的三次握手。每一次建立TCP连接，都会有连接建立，数据传输和连接断开三个阶段，

三次握手就发生在第一个阶段，TCP确认应答的机制来保证数据传输的可靠性。当发送端把数据发送出去后，如果有确认应答，那么就说明数据传输成功，如果没有。那么很大的可能就是数据发送失败。在一定时间内没有接收到应答，发送端就会进行数据重发。但是要是一直重发的话对于目标主机的负担太大，这是就引入了一种三次握手的机制，这就是三次机制。这种机制就是给数据包编号，通过序列号和确认应答号，TCP就可以完成可靠传输。

    三次握手以及四次挥手图

三次握手的意义：

client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是一个早已失效的报文段。但server收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是client再次发出的一个新的连接请求。于是就向client发出确认报文段，同意建立连接。假设不采用三次握手，那么只要server发出确认，新的连接就建立了。由于现在client并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬server的确认，也不会向server发送数据。但server却以为新的运输连接已经建立，并一直等待client发来数据。这样，server的很多资源就白白浪费掉了。采用三次握手的办法可以防止上述现象发生。例如刚才那种情况，client不会向server的确认发出确认。server由于收不到确认，就知道client并没有要求建立连接。

三次握手的理解：这个问题的本质是，信道本身是不可靠的，但是通信的双方需要就某个问题达成一致，而要解决这个问题，无论是在消息中包含什么，三次通信时候理论上的最小值。所以三次握手不是TCP本身的需求，而是为了满足在不可靠的信道上可靠的通行这一需求所导致的。

TCP四次挥手：

为什么TCP协议终止链接要四次？

1、当主机A确认发送完数据且知道B已经接受完了，想要关闭发送数据口（当然确认信号还是可以发），就会发FIN给主机B。

2、主机B收到A发送的FIN，表示收到了，就会发送ACK回复。

3、但这是B可能还在发送数据，没有想要关闭数据口的意思，所以FIN与ACK不是同时发送的，而是等到B数据发送完了，才会发送FIN给主机A。

4、A收到B发来的FIN，知道B的数据也发送完了，回复ACK，A等待2MSL以后，没有收到B传来的任何消息，知道B已经收到自己的ACK了，A就关闭链接，B也关闭链接了。

下面来看一看UDP协议，一种面向无连接的不可靠的数据包协议。虽然可以指定消息传输的大小，但是却不一定保证消息一定会到达（用于高速传输和对实时性要求比较高的通信或者广播）

下面是UDP的报文格式

UDP报文格式

校验和：用于校验数据是否有丢失

包长度：数据的长度（单位字节）