TCP/IP的简介

什么是 TCP/IP ?计算机与网络设备要相互通信,双方就必须基于相同的方法。比如,如何探测到通信目标、由哪一边先发起通信、使用哪种语言进行通信、怎样结束通信等规则都需要事先确定。不同的硬件、操作系统之间的通信,所有的这一切都需要一种规则。而我们就把这种规则称为协议(protocol)。TCP/IP 是互联网相关的各类协议族的总称,比如:TCP,UDP,IP,FTP,HTTP,ICMP,SMTP 等都属于 TCP/IP 族内的协议。像这样把与互联网相关联的协议集合起来总称为 TCP/IP。也有说法认为,TCP/IP 是指 TCP 和 IP 这两种协议。还有一种说法认为,TCP/IP 是在 IP 协议的通信过程中,使用到的协议族的统称。


什么是 TCP ?

TCP(Transmission Control Protocol 传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议,由 IETF 的RFC 793定义。TCP 是面向连接的、可靠的流协议。流就是指不间断的数据结构,你可以把它想象成排水管中的水流。TCP 为了保证报文传输的可靠,就给每个包一个序号,同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认(ACK);如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认,那么对应的数据将会被重传。

···连接建立

TCP是因特网中的传输层协议,使用三次握手协议建立连接。当主动方发出SYN连接请求后,等待对方回答 SYN + ACK ,并最终对对方的 SYN 执行 ACK 确认。这种建立连接的方法可以防止产生错误的连接,TCP 使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。

TCP三次握手的过程如下:


客户端发送 SYN(SEQ=x)报文给服务器端,进入 SYN_SEND 状态。 

服务器端收到 SYN 报文,回应一个 SYN (SEQ=y)ACK(ACK=x+1)报文,进入 SYN_RECV 状态。 

客户端收到服务器端的 SYN 报文,回应一个 ACK(ACK=y+1)报文,进入 Established 状态。

建立一个连接需要三次握手,而终止一个连接要经过四次握手,这是由TCP的半关闭(half-close)造成的。具体过程如下图所示。




什么是 UDP ?

UDP 是 User Datagram Protocol 的简称, 中文名是用户数据报协议,是 OSI(Open System Interconnection,开放式系统互联) 参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务,IETF RFC 768 是 UDP 的正式规范。UDP 在 IP 报文的协议号是17。 UDP 协议全称是用户数据报协议,在网络中它与 TCP 协议一样用于处理数据包,是一种无连接的协议。UDP 有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点,也就是说,当报文发送之后,是无法得知其是否安全完整到达的。UDP 用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用 UDP 协议。 UDP 是不具有可靠性的数据报协议。细微的处理他会交给上层的应用去完成。在 UDP 的情况下,虽然可以确保发送消息的大小,确不能保证消息一定会到达。因此应用有时会根据自己的需要进行重发处理。

TCP 与 UDP 的区别

TCP 用于在传输层有必要实现可靠传输的情况。由于它是面向有链接并具备顺序控制、重发控制等机制的,所以他可以为应用提供可靠的传输。 而在一方面,UDP 主要用于那些对高速传输和实时性有较高要求的通信或广播通信。 我们举一个通过 IP 电话进行通话的例子。如果使用 TCP,数据在传送途中如果丢失会被重发,但这样无法流畅的传输通话人的声音,会导致无法进行正常交流。而采用 UDP,他不会进行重发处理。从而也就不会有声音大幅度延迟到达的问题。即使有部分数据丢失,也支持会影响某一小部分的通话。此外,在多播与广播通信中也是用 UDP 而不是 TCP。

什么是 IP ?

网络之间互连的协议(IP)是 Internet Protocol 的外语缩写,IP 是在 TCP/IP 协议中网络层的主要协议,任务是仅仅根据源主机和目的主机的地址传送数据。为此目的,IP 定义了寻址方法和数据报的封装结构。第一个架构的主要版本,现在称为 IPv4,仍然是最主要的互联网协议,尽管世界各地正在积极部署 IPv6。 IP 协议的作用是把各种数据包传送给对方。而要保证确实传送到对方那里,则需要满足各类条件。其中两个重要的条件是 IP 地址和 MAC地址(Media Access Control Address)。 IP 地址指明了节点被分配到的地址,MAC 地址是指网卡所属的固定地址。IP 地址可以和 MAC 地址进行配对。IP 地址可变换,但 MAC地址基本上不会更改。

什么是 Socket ?

应用在使用 TCP 或 UDP 时,会用到操作系统提供的类库。这种类库一般被称为 API(Application Programming Interface,应用编程接口)。 使用 TCP 或 UDP 通讯时,优惠广泛使用到套接字(Socket)的 API。套接字原本是由 BSD UNIX 开发的,但是后被移植到了 Windows 的 Winsock 以及嵌入式操作系统中。 应用程序利用套接字,可以设置对端的 IP 地址,端口号,并实现数据的发送与接收。 网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换,这个连接的一端称为一个 Socket。 建立网络通信连接至少要一对端口号(Socket)。Socket 本质是编程接口(API),对 TCP/IP 的封装,TCP/IP 也要提供可供程序员做网络开发所用的接口,这就是 Socket 编程接口;HTTP 是轿车,提供了封装或者显示数据的具体形式;Socket 是发动机,提供了网络通信的能力。

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原文:https://blog.csdn.net/chaoshenzhaoxichao/article/details/79785318

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