作者： remcarpediem
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前段時(shí)間提交了本科畢業(yè)論文檐迟，這段時(shí)間特別空閑，于是希望研究一些基礎(chǔ)性的技術(shù)码耐，比如網(wǎng)絡(luò)和編譯原理追迟。于是就找來《TCP/IP協(xié)議詳解》來看，并做一些筆記骚腥，記錄一下感悟或在重點(diǎn)敦间。
?為了節(jié)約你的時(shí)間，本文主要內(nèi)容為：
- TCP/IP協(xié)議族
- TCP和UDP的區(qū)別
- TCP提供可靠性的方式
- TCP首部格式
TCP/IP協(xié)議族
TCP/IP協(xié)議是一組網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的集合桦沉，按照網(wǎng)絡(luò)模型的不同層次每瞒，使用不同的傳輸協(xié)議進(jìn)行分工合作金闽。TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)參考模型一共有四層纯露，自上而下分別為應(yīng)用層，傳輸層代芜，網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層埠褪。
- 鏈路層，有時(shí)候也稱為數(shù)據(jù)鏈路層或網(wǎng)絡(luò)接口層，通常包括操作系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動程序和計(jì)算機(jī)中對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口卡钞速。它們一起處理與電纜（或者其他任何傳輸媒介）的物理接口細(xì)節(jié)贷掖。
- 網(wǎng)絡(luò)層，有時(shí)也稱為互聯(lián)網(wǎng)層渴语，處理分組在網(wǎng)絡(luò)中的活動苹威，例如分組的選路。在TCP/IP協(xié)議族中驾凶，網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議包括IP協(xié)議牙甫，ICMP協(xié)議，以及IGMP協(xié)議调违。
- 傳輸層主要為兩臺主機(jī)上的應(yīng)用程序提供端到端的通信窟哺，在TCP/IP協(xié)議族中，有兩個(gè)互不相同的傳輸協(xié)議：TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）技肩。TCP相對安全穩(wěn)定且轨，但是UDP速度更快。
- 應(yīng)用層負(fù)責(zé)處理特定的應(yīng)用程序細(xì)節(jié)虚婿。幾乎各種不同的TCP/IP實(shí)現(xiàn)都會提供下面這些通用的應(yīng)用程序：
- Telnet遠(yuǎn)程登陸
- FTP文件傳輸協(xié)議
- SMTP簡單郵件傳輸協(xié)議
- SNMP 簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議
TCP：傳輸控制協(xié)議
TCP和UDP都是傳輸層的協(xié)議旋奢，但是二者卻有著很多的不同。TCP提供一種面向連接的然痊，可靠的字節(jié)流服務(wù)黄绩。而UDP是一個(gè)簡單的面向數(shù)據(jù)報(bào)文的傳輸層協(xié)議：進(jìn)程中的每個(gè)輸出操作都正好產(chǎn)生一個(gè)UDP數(shù)據(jù)報(bào)文，并且組裝成一份待發(fā)送的IP數(shù)據(jù)報(bào)玷过，而TCP協(xié)議中爽丹，應(yīng)用程序產(chǎn)生的全體數(shù)據(jù)與真正發(fā)送的單個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)可能沒有什么聯(lián)系。UDP也不提供可靠性保證辛蚊。
?TCP和UDP的主要區(qū)別如圖所示粤蝎。
TCP提供可靠性的方式
&ems;與UDP不同的是，TCP提供各種方式來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性：
- 應(yīng)用數(shù)據(jù)被分割成TCP認(rèn)為最合適發(fā)送的數(shù)據(jù)快袋马。這和UDP完全不同初澎，應(yīng)用程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)報(bào)長度不變。
- TCP發(fā)送一個(gè)報(bào)文段之后虑凛，它啟動一個(gè)定時(shí)器碑宴，等待目的端確認(rèn)收到這個(gè)報(bào)文段。如果不能及時(shí)收到一個(gè)確認(rèn)桑谍，將重新發(fā)送這個(gè)報(bào)文延柠。
- 當(dāng)TCP收到發(fā)自TCP連接另一端的數(shù)據(jù)，它將發(fā)送一個(gè)確認(rèn)锣披。
- TCP將保持它首部和數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)和贞间。這是一個(gè)端到端的檢驗(yàn)和贿条，目的是檢測數(shù)據(jù)在傳輸過程中的任何變化。如果收到端的檢驗(yàn)和有差別增热，TCP將丟棄這個(gè)報(bào)文段整以。
- TCP會對收到的數(shù)據(jù)金喜重排，將收到的數(shù)據(jù)以正確的順序交給應(yīng)用層峻仇。
- TCP的接受端會放棄重復(fù)的數(shù)據(jù)
- TCP提供流量控制公黑。TCP接受的每一方都有固定大小的緩沖空間摄咆。TCP的接受端只允許另一端發(fā)送接收端緩沖區(qū)所能容納的數(shù)據(jù)。
TCP的首部
TCP數(shù)據(jù)被封裝在一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)中豆同，如下圖所示。
?下圖顯示TCP首部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)影锈。如果不計(jì)任何可選字段的話芹务，它通常是20個(gè)字節(jié)。
- 每個(gè)TCP端都包含源端和目的端的端口號枣抱，用于尋找發(fā)送端和接受端應(yīng)用進(jìn)程辆床。這兩個(gè)值加上IP首部的源端IP地址和目的端IP地址唯一確定一個(gè)TCP連接佳晶。
- 序號用來標(biāo)識TCP發(fā)端向TCP收端發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)流，它表示在這個(gè)報(bào)文段中的第一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)讼载。如果將字節(jié)流看作在兩個(gè)應(yīng)用程序之間的單向流動轿秧，則TCP用序號來對每個(gè)字節(jié)進(jìn)行計(jì)數(shù)咨堤。序號是32位的無符號數(shù)。
- 確認(rèn)序號包含發(fā)送確認(rèn)的一端所期望收到的下一個(gè)序號一喘。因此，確認(rèn)序號應(yīng)當(dāng)是上次已經(jīng)成功收到的數(shù)據(jù)字節(jié)序號+1议蟆。只有ACK標(biāo)志為1時(shí)確認(rèn)序號字段才有效萎战。
- 首部長度給出TCP首部的字節(jié)數(shù)目咐容。需要這個(gè)值是因?yàn)槿芜x字段的長度是可變的撞鹉。
- TCP首部中有6個(gè)標(biāo)志位鸟雏。
- URG：緊急指針有效標(biāo)志位，當(dāng)它被置為1時(shí)孝鹊，緊急指針才有效。
- ACK：確認(rèn)序號有效苔咪，當(dāng)它被置為1時(shí)柳骄，確認(rèn)序號才有效。
- PSH：接受方應(yīng)該盡快將這個(gè)報(bào)文交給應(yīng)用層耐薯。
- RST：重建連接。
- SYN：同步序號用來發(fā)起一個(gè)新連接体谒。
- FIN：發(fā)端完成發(fā)送任務(wù)臼婆。
- 窗口大小來進(jìn)行TCP的流量控制。窗口大小為字節(jié)數(shù)故响，起始于確認(rèn)序號字段指明的值颁独，這個(gè)值是接受端期望接受的字節(jié)。
- 檢驗(yàn)和覆蓋了整個(gè)的TCP報(bào)文段：TCP首部和TCP數(shù)據(jù)奖唯。這是一個(gè)強(qiáng)制性的字段，一定由發(fā)端進(jìn)行計(jì)算和存儲坯墨，并由收端進(jìn)行檢驗(yàn)病往。
- 緊急指針是一個(gè)正的偏移量，和序號字段中的值相加表示緊急數(shù)據(jù)最后一個(gè)字節(jié)的序號耍攘。TCP的緊急方式是發(fā)送端向另一端發(fā)送緊急數(shù)據(jù)的一種方式。
后記
本片文章幾乎就是一個(gè)讀書筆記摘要蕾各。每個(gè)章節(jié)都如此，既無營養(yǎng)也很浪費(fèi)時(shí)間妨托，希望自己以后可以多做一些總結(jié)和實(shí)質(zhì)性的文章吧吝羞。希望以后可以找到一個(gè)好的方式來寫讀書筆記钧排。
