1.TCP/IP协议组简述
TCP/IP不单单指的就是TCP和IP这两个协议,而是指的与其相关的各种协议。比如HTTP、FTP、DNS、TCP、UDP、IP、SNMP等等都属于TCP/IP协议族的范畴。
2.TCP/IP协议的分层
TCP/IP协议族是分层管理的,在OSI标准中可以分为7层(应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层,可记为:应表会传网数物),本篇博客我们采用的是TCP/IP协议族中的四层(应用层、传输层、网络层、链路层)。下方是对四层中每层的简单介绍:
- 应用层:该层是面向用户的一层,也就是说用户可以直接操作该层,该层决定了向用户提供应用服务时的通信活动。本篇博客要聊的HTTP(HyperText Transfer Protocol:超文本传输协议)就位于该层。我们经常使用的FTP(File Transfer Protocol: 文件传输协议)和DNS (Domain Name System: 域名系统)都位于该层。FTP简单的说就是用来文件传输的。而DNS则负责域名解析的,通过DNS可以将域名(比如:www.baidu.com)与IP地址(201.33.xx.09)进行相互的转换。在7层中,又将该层分为:应用层、表示层和会话层。
- 传输层:应用层的下方是传输层,应用层会将数据交付给传输层进行传输。TCP(Transmission Control Prococol:传输控制协议)和UDP(User Data Protocol: 用户数据协议)位于该层,当然见名知意,该层是用来提供处于网络连接中的两台计算机直接的数据传输的。TCP建立连接是需要三次握手来确认连接情况,而UDP则没有三次握手的过程。
- 网络层:传输层的下方是网络层,网络层用来处理在网络上流动的数据包,IP(Internet Protocol: 网际协议)就位于这层。该层负责在众多网络线路中选择一条传输线路。当然这个选择传输线路的过程需要IP地址和MAC地址的支持。
链路层:在7层协议中,将链路层分为数据链路层和物理层。该部分主要是用来处理网络的硬件部分,我们常说的NIC(Net Work Card),也就是网卡就位于这一部分,当然光纤也是链路层的一部分。
在TCP/IP协议族中的每次直接在传输数据时的协作关系,以及交互过程,还是引用《图解HTTP》一书上的一张图来解释吧。下图就是这四层协议在数据传输过程中的工作方式。下面这张图还是相当直观的。在发送端是应用层–>链路层这个方向的封包过程,每经过一层都会增加该层的头部。而接收端则是从链路层–>应用层解包的过程,每经过一层则会去掉相应的首部。
3. TCP协议的三次握手
TCP协议位于传输层,为了确保传输的可靠性,TCP协议在建立连接时需要三次握手(Three-way handshaking)。下方这个简图就是TCP协议建立连接时三次握手的过程。
- 第一次握手:发送端发送一个带SYN(Synchronize)标志的数据包给接收端,用于询问接收端是否可以接收。如果可以,就进行第二次握手。
- 第二次握手:接收端回传给发送端一个带有SYN/ACK(Acknowledgement)的数据包,给发送端说,我收到你给我发送的SYN标志了,我再给你传一个ACK标志,你能收到吗?如果发送端收到了SYN/ACK这个数据包,就可以确认接收端收到了之前发送的SYN, 然后进行第三次握手。
第三次握手:发送端会给接收端发送一个带有ACK标志的数据包,告诉接收端我可以收到你给我发送的SYN/ACK标志。接收端如果收到了这个来自客户端的ACK标志,就意味着三次握手完成,连接建立,就可以开始传输数据了。