定義

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為計算機網(wǎng)絡(luò)中進行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則胀蛮、標準或約定的集合。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由三個要素組成：語義渐白、語法及時序尊浓；語義表示要做什么，語法表示要怎么做纯衍，時序表示做的順序栋齿。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)上所有設(shè)備（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、計算機襟诸、交換機瓦堵、路由器、防火墻等）之間通信規(guī)則的集合歌亲，它規(guī)定了通信時信息必須采用的格式和這些格式的意義菇用。由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間聯(lián)系的復(fù)雜性，在制定協(xié)議時陷揪，通常把復(fù)雜成分分解成一些簡單成分惋鸥，然后再將它們復(fù)合起來杂穷。最常用的復(fù)合技術(shù)就是層次方式，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)如下：（1）結(jié)構(gòu)中的每一層都規(guī)定有明確的服務(wù)及接口標準卦绣。（2）把用戶的應(yīng)用程序作為最高層耐量。（3）除了最高層外，中間的每一層都向上一層提供服務(wù)滤港，同時又是下一層的用戶廊蜒。（4）把物理通信線路作為最低層，它使用從最高層傳送來的參數(shù)溅漾，是提供服務(wù)的基礎(chǔ)劲藐。

分層詳情

為了使不同計算機廠家生產(chǎn)的計算機能夠相互通信，以便在更大的范圍內(nèi)建立計算機網(wǎng)絡(luò)樟凄，國際標準化組織（ISO）在1978年提出了“開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型”聘芜，即著名的OSI/RM模型（Open System Interconnection/Reference Model）。它將計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的通信協(xié)議劃分為七層缝龄，自下而上依次為：物理層（Physics Layer）汰现、數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer）、網(wǎng)絡(luò)層（Network Layer）叔壤、傳輸層（Transport Layer）瞎饲、會話層（Session Layer）、表示層（Presentation Layer）炼绘、應(yīng)用層（Application Layer）嗅战。其中第四層完成數(shù)據(jù)傳送服務(wù)，上面三層面向用戶俺亮。對于每一層驮捍，至少制定兩項標準：服務(wù)定義和協(xié)議規(guī)范。前者給出了該層所提供的服務(wù)的準確定義脚曾，后者詳細描述了該協(xié)議的動作和各種有關(guān)規(guī)程东且，以保證服務(wù)的提供。以下為各層詳細介紹：第一層：物理層規(guī)定通信設(shè)備的機械的本讥、電氣的珊泳、功能的和過程的特性，用以建立拷沸、維護和拆除物理鏈路連接色查。具體地講，機械 特性規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)連接時所需接插件的規(guī)格尺寸撞芍、引腳數(shù)量和排列情況等秧了；電氣特性規(guī)定了在物理連接上傳輸bit流時線路上信號電平的大小、阻抗匹配勤庐、傳輸速率 距離限制等；功能特性是指對各個信號先分配確切的信號含義，即定義了DTE和DCE之間各個線路的功能鸽嫂；規(guī)程特性定義了利用信號線進行bit流傳輸?shù)囊唤M操作規(guī)程浮定。在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為比特（bit）丈探。屬于物理層定義的包括：以太網(wǎng)录择、調(diào)制解調(diào)器、電力線通信(PLC)碗降、SONET/SDH隘竭、G.709、光導(dǎo)纖維讼渊、同軸電纜动看、雙絞線等。
第二層：數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供比特流服務(wù)的基礎(chǔ)上爪幻，建立相鄰結(jié)點之間的數(shù)據(jù)鏈路菱皆，通過差錯控制提供數(shù)據(jù)幀（Frame）在信道上無差錯的傳輸，并進行各電路上的動作系列挨稿。數(shù)據(jù)鏈路層在不可靠的物理介質(zhì)上提供可靠的傳輸仇轻。該層的作用包括：物理地址尋址、數(shù)據(jù)的成幀奶甘、流量控制篷店、數(shù)據(jù)的檢錯、重發(fā)等臭家。在這一層疲陕，數(shù)據(jù)的單位稱為幀（Frame）。屬于數(shù)據(jù)鏈路層的包括：Wi-Fi(IEEE 802.11)钉赁、WiMAX(IEEE 802.16)鸭轮、ATM、DTM橄霉、令牌環(huán)窃爷、以太網(wǎng)、FDDI姓蜂、幀中繼按厘、GPRS、EVDO钱慢、HSPA逮京、HDLC、PPP束莫、L2TP懒棉、PPTP草描、ISDN、STP等策严。
第三層：網(wǎng)絡(luò)層在計算機網(wǎng)絡(luò)中進行通信的兩個計算機之間可能會經(jīng)過很多個數(shù)據(jù)鏈路穗慕，也可能還要經(jīng)過很多通信子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)就是選擇合適的網(wǎng)間路由和交換結(jié)點妻导， 確保數(shù)據(jù)及時傳送逛绵。網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)鏈路層提供的幀組成數(shù)據(jù)包，包中封裝有網(wǎng)絡(luò)層包頭倔韭，其中含有邏輯地址信息–源站點和目的站點地址的網(wǎng)絡(luò)地址术浪。如果你在談?wù)撘粋€IP地址，那么你是在處理第三層的問題寿酌，這是“數(shù)據(jù)包”問題胰苏，而不是第二層的“幀”。IP是第三層問題的一部分醇疼，此外還有一些路由協(xié)議和地址解析協(xié)議（ARP）碟联。有關(guān)路由的一切事情都在這第三層處理。地址解析和路由是三層的重要目的僵腺。網(wǎng)絡(luò)層還可以實現(xiàn)擁塞控制鲤孵、網(wǎng)際互連等功能。在這一層辰如，數(shù)據(jù)的單位稱為數(shù)據(jù)包（packet）普监。網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議包括：IP(IPv4、IPv6)琉兜、ICMP凯正、ICMPv6、IGMP豌蟋、IS-IS廊散、IPsec、ARP梧疲、RARP等允睹。
第四層：傳輸層第4層的數(shù)據(jù)單元也稱作數(shù)據(jù)包（packets）。但是幌氮，當你談?wù)揟CP等具體的協(xié)議時又有特殊的叫法缭受，TCP的數(shù)據(jù)單元稱為段 （segments）而UDP協(xié)議的數(shù)據(jù)單元稱為“數(shù)據(jù)報（datagrams）”。這個層負責(zé)獲取全部信息该互，因此米者，它必須跟蹤數(shù)據(jù)單元碎片、亂序到達的 數(shù)據(jù)包和其它在傳輸過程中可能發(fā)生的危險。第4層為上層提供端到端（最終用戶到最終用戶）的透明的蔓搞、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)胰丁。所為透明的傳輸是指在通信過程中 傳輸層對上層屏蔽了通信傳輸系統(tǒng)的具體細節(jié)。傳輸層的協(xié)議包括：TCP喂分、UDP锦庸、TLS、DCCP妻顶、SCTP酸员、RSVP蜒车、OSPF等讳嘱。
第五層：會話層這一層也可以稱為會晤層或?qū)υ拰樱跁拰蛹耙陨系母邔哟沃心鹄ⅲ瑪?shù)據(jù)傳送的單位不再另外命名沥潭，而是統(tǒng)稱為報文。會話層不參與具體的傳輸嬉挡，它提供包括訪問驗證和會話管理在內(nèi)的建立和維護應(yīng)用之間通信的機制钝鸽。如服務(wù)器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。
第六層：表示層這一層主要解決擁護信息的語法表示問題庞钢。它將欲交換的數(shù)據(jù)從適合于某一用戶的抽象語法拔恰，轉(zhuǎn)換為適合于OSI系統(tǒng)內(nèi)部使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)服務(wù)基括。數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮颜懊， 加密和解密等工作都由表示層負責(zé)。
第七層：應(yīng)用層應(yīng)用層為操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的接口风皿。應(yīng)用層的協(xié)議包括：DHCP河爹、DNS、FTP桐款、Gopher咸这、HTTP、IMAP4魔眨、IRC媳维、NNTP、XMPP遏暴、POP3侨艾、SIP、SMTP拓挥、SNMP唠梨、SSH、TELNET侥啤、RPC当叭、RTCP茬故、RTP、RTSP蚁鳖、SDP磺芭、SOAP、GTP醉箕、STUN钾腺、NTP、SSDP讥裤、BGP放棒、RIP等。

概念及原理

• Socket(套接字)
  套接字（socket）是通信的基石己英，是支持TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元间螟。它是網(wǎng)絡(luò)通信過程中端點的抽象表示，包含進行網(wǎng)絡(luò)通信必須的五種信息：連接使用的協(xié)議损肛，本地主機的IP地址厢破，本地進程的協(xié)議端口，遠地主機的IP地址治拿，遠地進程的協(xié)議端口摩泪。
• TCP連接
  TCP連接包含三次握手過程，其過程介紹如下：第一次握手：客戶端發(fā)送syn包(syn=j)到服務(wù)器劫谅，并進入SYN_SEND狀態(tài)见坑，等待服務(wù)器確認；第二次握手：服務(wù)器收到syn包同波，必須確認客戶的SYN（ack=j+1）鳄梅，同時自己也發(fā)送一個SYN包（syn=k），即SYN+ACK包未檩，此時服務(wù)器進入SYN_RECV狀態(tài)戴尸；第三次握手：客戶端收到服務(wù)器的SYN＋ACK包，向服務(wù)器發(fā)送確認包ACK(ack=k+1)冤狡，此包發(fā)送完畢孙蒙，客戶端和服務(wù)器進入ESTABLISHED狀態(tài)，完成三次握手悲雳。握手過程中傳送的包里不包含數(shù)據(jù)挎峦，三次握手完畢后，客戶端與服務(wù)器才正式開始傳送數(shù)據(jù)合瓢。理想狀態(tài)下坦胶，TCP連接一旦建立，在通信雙方中的任何一方主動關(guān)閉連接之前，TCP連接都將被一直保持下去顿苇。斷開連接時服務(wù)器和客戶端均可以主動發(fā)起斷開TCP連接的請求峭咒，斷開過程需要經(jīng)過“四次握手”。
• Socket連接
  由于通常情況下Socket連接就是TCP連接纪岁，因此Socket連接一旦建立凑队，通信雙方即可開始相互發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容，直到雙方連接斷開幔翰。但在實際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中漩氨，客戶端到服務(wù)器之間的通信往往需要穿越多個中間節(jié)點，例如路由器遗增、網(wǎng)關(guān)叫惊、防火墻等，大部分防火墻默認會關(guān)閉長時間處于非活躍狀態(tài)的連接而導(dǎo)致 Socket連接斷連贡定，因此需要通過輪詢告訴網(wǎng)絡(luò)赋访，該連接處于活躍狀態(tài)可都。建立Socket連接至少需要一對套接字缓待，其中一個運行于客戶端，稱為ClientSocket 渠牲，另一個運行于服務(wù)器端旋炒，稱為ServerSocket。套接字之間的連接過程分為三個步驟：服務(wù)器監(jiān)聽签杈，客戶端請求瘫镇，連接確認。1答姥、服務(wù)器監(jiān)聽：服務(wù)器端套接字并不定位具體的客戶端套接字铣除，而是處于等待連接的狀態(tài)，實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)鹦付，等待客戶端的連接請求尚粘。2、客戶端請求：指客戶端的套接字提出連接請求敲长，要連接的目標是服務(wù)器端的套接字郎嫁。為此，客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務(wù)器的套接字祈噪，指出服務(wù)器端套接字的地址和端口號泽铛，然后就向服務(wù)器端套接字提出連接請求。3辑鲤、連接確認：當服務(wù)器端套接字監(jiān)聽到或者說接收到客戶端套接字的連接請求時盔腔，就響應(yīng)客戶端套接字的請求，建立一個新的線程，把服務(wù)器端套接字的描述發(fā)給客戶端弛随，一旦客戶端確認了此描述澈蝙，雙方就正式建立連接。而服務(wù)器端套接字繼續(xù)處于監(jiān)聽狀態(tài)撵幽，繼續(xù)接收其他客戶端套接字的連接請求灯荧。
• HTTP連接
  HTTP協(xié)議是建立在TCP協(xié)議之上的一種應(yīng)用，HTTP連接使用的是“請求—響應(yīng)”的方式盐杂，不僅在請求時需要先建立連接逗载，而且需要客戶端向服務(wù)器發(fā)出請求后，服務(wù)器端才能回復(fù)數(shù)據(jù)链烈。在請求結(jié)束后厉斟，會主動釋放連接。從建立連接到關(guān)閉連接的過程稱為“一次連接”强衡。由于HTTP在每次請求結(jié)束后都會主動釋放連接擦秽，因此HTTP連接是一種“短連接”，要保持客戶端程序的在線狀態(tài)漩勤，需要不斷地向服務(wù)器發(fā)起連接請求感挥。通常的做法是即時不需要獲得任何數(shù)據(jù)，客戶端也保持每隔一段固定的時間向服務(wù)器發(fā)送一次“保持連接”的請求越败，服務(wù)器在收到該請求后對客戶端進行回復(fù)触幼，表明知道客戶端“在線”。若服務(wù)器長時間無法收到客戶端的請求究飞，則認為客戶端“下線”置谦，若客戶端長時間無法收到服務(wù)器的回復(fù)，則認為網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)斷開亿傅。
• TCP/IP協(xié)議和HTTP協(xié)議之間的關(guān)系
  TPC/IP協(xié)議是傳輸層協(xié)議媒峡，主要解決數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，而HTTP是應(yīng)用層協(xié)議葵擎，主要解決如何包裝數(shù)據(jù)谅阿。實際上HTTP協(xié)議就是建立在TCP/IP協(xié)議之上的。
• Socket和TCP/IP協(xié)議之間的關(guān)系
  TCP/IP只是一個協(xié)議棧坪蚁，就像操作系統(tǒng)的運行機制一樣奔穿，必須要具體實現(xiàn)，同時還要提供對外的操作接口敏晤。這個就像操作系統(tǒng)會提供標準的編程接口贱田，比如win32編程接口一樣，TCP/IP也要提供可供程序員做網(wǎng)絡(luò)開發(fā)所用的接口嘴脾，這就是Socket編程接口男摧。
• TCP/IP協(xié)議蔬墩，HTTP協(xié)議，Socket三者之間的關(guān)系
  實際上耗拓，傳輸層的TCP是基于網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議的拇颅，而應(yīng)用層的HTTP協(xié)議又是基于傳輸層的TCP協(xié)議的，而Socket本身不算是協(xié)議乔询，它只是提供了一個針對TCP或者UDP編程的接口樟插。
• TCP協(xié)議
  傳輸控制協(xié)議，提供的是面向連接竿刁、可靠的字節(jié)流服務(wù)黄锤。當客戶和服務(wù)器彼此交換數(shù)據(jù)前，必須先在雙方之間建立一個TCP連接食拜，之后才能傳輸數(shù)據(jù)。TCP提供超時重發(fā)负甸，丟棄重復(fù)數(shù)據(jù)，檢驗數(shù)據(jù)打月，流量控制等功能带污，保證數(shù)據(jù)能從一端傳到另一端香到。
• UDP協(xié)議
  用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，是一個無連接的簡單的面向數(shù)據(jù)報的傳輸層協(xié)議千绪。UDP不提供可靠性梗脾，它只是把應(yīng)用程序傳給IP層的數(shù)據(jù)報發(fā)送出去荸型，但是并不能保證它們能到達目的地。由于UDP在傳輸數(shù)據(jù)報前不用在客戶和服務(wù)器之間建立一個連接炸茧，且沒有超時重發(fā)等機制瑞妇，故而傳輸速度很快。
• TCP協(xié)議和UDP協(xié)議之間的區(qū)別
  TCP發(fā)送的包有序號梭冠，對方收到包后要給一個反饋辕狰，如果超過一定時間還沒收到反饋就自動執(zhí)行超時重發(fā)，因此TCP最大的優(yōu)點是可靠控漠。一般網(wǎng)頁（http）蔓倍、郵件（SMTP)悬钳、遠程連接(Telnet)、文件(FTP)傳送就用TCP偶翅。UDP是面向消息的協(xié)議默勾，通信時不需要建立連接，數(shù)據(jù)的傳輸自然是不可靠的聚谁，UDP一般用于多點通信和實時的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)母剥，比如語音廣播、視頻形导、QQ媳搪、TFTP(簡單文件傳送）、SNMP（簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）骤宣、RTP（實時傳送協(xié)議）RIP（路由信息協(xié)議秦爆，如報告股票市場，航空信息）憔披、DNS(域名解釋）等限。注重速度流暢望门。
• FTP協(xié)議
  文件傳輸協(xié)議（File Transfer Protocol, FTP）是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上兩臺計算機傳送文件的協(xié)議，F(xiàn)TP是在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)和INTERNET上最早使用的協(xié)議之一厨剪，它屬于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組的應(yīng)用層。FTP客戶機可以給服務(wù)器發(fā)出命令來下載文件直晨，上載文件勇皇，創(chuàng)建或改變服務(wù)器上的目錄。

協(xié)議詳解

• IP協(xié)議
  IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議簇中的核心協(xié)議着撩，也是TCP/IP的載體拖叙。所有的TCP咖气，UDP崩溪，ICMP及IGMP數(shù)據(jù)都以IP數(shù)據(jù)報格式傳輸。IP提供不可靠的乳幸，無連接的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)粹断。不可靠指它不能保證IP數(shù)據(jù)報能成功到達目的地。IP僅提供最好的傳輸服務(wù)诊沪。當發(fā)生某種錯誤時娄徊，如某個路由器暫時用完了緩沖區(qū)，IP有一個簡單的錯誤處理算法：丟棄該數(shù)據(jù)報橄仆，然后發(fā)送ICMP消息給信源盆顾。任何要求的可靠性必須由上層來提供您宪。無連接指IP并不維護任何關(guān)于后續(xù)數(shù)據(jù)報的狀態(tài)信息宪巨。每個數(shù)據(jù)報的處理是相互獨立的极祸。IP數(shù)據(jù)報可以不按發(fā)送順序接收遥金。如果一信源向相同的信宿發(fā)送兩個連續(xù)的數(shù)據(jù)報（先是A，然后是B）每個數(shù)據(jù)報都是獨立的進行路由選擇溜哮，可能選擇不同的路線茂嗓，因此B可能在A到達之前先到達。IP實現(xiàn)兩個基本功能：尋址和分段蝌矛。IP可以根據(jù)數(shù)據(jù)包包頭中包括的目的地址將數(shù)據(jù)報傳送到目的地址入撒，在此過程中IP負責(zé)選擇傳送的道路，這種選擇道路稱為路由功能献雅。如果有些網(wǎng)絡(luò)內(nèi)只能傳送小數(shù)據(jù)報挺身，IP可以將數(shù)據(jù)報重新組裝并在報頭域內(nèi)注明墙贱。IP模塊中包括這些基本功能惨撇，這些模塊存在于網(wǎng)絡(luò)中的每臺主機和網(wǎng)關(guān)上串纺，而且這些模塊（特別在網(wǎng)關(guān)上）有路由選擇和其它服務(wù)功能。對IP來說祷蝌，數(shù)據(jù)報之間沒有什么聯(lián)系巨朦，對IP不好說什么連接或邏輯鏈路糊啡。IP使用四個關(guān)鍵技術(shù)提供服務(wù)：服務(wù)類型棚蓄，生存時間，選項和報頭校驗碼役拴。服務(wù)類型指希望得到的服務(wù)質(zhì)量，服務(wù)類型是一個參數(shù)集淤击，這些參數(shù)是Internet能夠提供服務(wù)的代表，這種服務(wù)類型由網(wǎng)關(guān)使用印机，用于在特定的網(wǎng)絡(luò)，或是用于下下一個要經(jīng)過的網(wǎng)絡(luò)奶是，或是下一個要對這個數(shù)據(jù)報進行路由的網(wǎng)關(guān)上選擇實際的傳送參數(shù)秆麸。生存時間是數(shù)據(jù)報可以生存的時間上限，它由發(fā)送者設(shè)置房铭，由經(jīng)過路由的地方處理，如果未到達時生存時間為零凌蔬，拋棄此數(shù)據(jù)報。對于控制函數(shù)來說選項是重要的窃躲，但對于通常的通信來說它沒有存在的必要躁倒，選項包括時間戳，安全和特殊路由。報頭校驗碼保證數(shù)據(jù)的正確傳輸砾淌，如果校驗出錯蜂厅，拋棄整個數(shù)據(jù)報。其協(xié)議頭解釋如下：
  IP協(xié)議頭

版本[4bit]指IP協(xié)議的版本。通信雙方使用的IP協(xié)議版本必須一致搏嗡。目前廣泛使用的IP協(xié)議版本號為4（即IPv4）。關(guān)于IPv6磅氨，目前還處于草案階段烦租。

首部長度[4bit]可表示的最大十進制數(shù)值是15。請注意除盏，這個字段所表示數(shù)的單位是32位字長（1個32位字長是4字節(jié)）叉橱，因此，當IP的首部長度為1111時（即十進制的15）者蠕，首部長度就達到60字節(jié)窃祝。當IP分組的首部長度不是4字節(jié)的整數(shù)倍時，必須利用最后的填充字段加以填充踱侣。因此數(shù)據(jù)部分永遠在4字節(jié)的整數(shù)倍開始探膊，這樣在實現(xiàn)IP協(xié)議時較為方便袭灯。首部長度限制為60字節(jié)的缺點是有時可能不夠用畅卓。但這樣做是希望用戶盡量減少開銷。最常用的首部長度就是20字節(jié)（即首部長度為0101）扮超，這時不使用任何選項馁龟。

區(qū)分服務(wù)[8bit]用來獲得更好的服務(wù)。這個字段在舊標準中叫做服務(wù)類型肌稻，但實際上一直沒有被使用過东揣。1998年IETF把這個字段改名為區(qū)分服務(wù)DS(Differentiated Services)专甩。只有在使用區(qū)分服務(wù)時，這個字段才起作用矫限。

總長度[16bit]總長度指首部和數(shù)據(jù)之和的長度孽鸡，單位為字節(jié)。總長度字段為16位辨图，因此數(shù)據(jù)報的最大長度為65535字節(jié)凑阶。注：在IP層下面的每一種數(shù)據(jù)鏈路層都有自己的幀格式，其中包括幀格式中的數(shù)據(jù)字段的最大長度的烁，這稱為最大傳送單元MTU(Maximum Transfer Unit)。當一個數(shù)據(jù)報封裝成鏈路層的幀時摄闸，此數(shù)據(jù)報的總長度（即首部加上數(shù)據(jù)部分）一定不能超過下面的數(shù)據(jù)鏈路層的MTU值。

標識(identification)[16bit]IP軟件在存儲器中維持一個計數(shù)器，每產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)報耍缴，計數(shù)器就加1实胸，并將此值賦給標識字段。但這個“標識”并不是序號酪呻，因為IP是無連接服務(wù)阶冈，數(shù)據(jù)報不存在按序接收的問題。當數(shù)據(jù)報由于長度超過網(wǎng)絡(luò)的MTU而必須分片時塑径，這個標識字段的值就被復(fù)制到所有的數(shù)據(jù)報的標識字段中女坑。相同的標識字段的值使分片后的各數(shù)據(jù)報片最后能正確地重裝成為原來的數(shù)據(jù)報。

標志(flag)[3bit]占3位统舀，但目前只有2位有意義匆骗。標志字段中的最低位記為MF(More Fragment)劳景。MF=1即表示后面“還有分片”的數(shù)據(jù)報。MF=0表示這已是若干數(shù)據(jù)報片中的最后一個碉就；標志字段中間的一位記為DF(Don’t Fragment)盟广，意思是“不能分片”。只有當DF=0時才允許分片铝噩。

片偏移[13bit]片偏移指出：較長的分組在分片后衡蚂，某片在原分組中的相對位置。也就是說骏庸，相對用戶數(shù)據(jù)字段的起點毛甲，該片從何處開始。片偏移以8個字節(jié)為偏移單位具被。這就是說玻募，每個分片的長度一定是8字節(jié)（64位）的整數(shù)倍。

生存時間[8bit]生存時間字段常用的的英文縮寫是TTL(Time To Live)一姿，表明是數(shù)據(jù)報在網(wǎng)絡(luò)中的壽命七咧。由發(fā)出數(shù)據(jù)報的源點設(shè)置這個字段。其目的是防止無法交付的數(shù)據(jù)報無限制地在因特網(wǎng)中兜圈子叮叹，因而白白消耗網(wǎng)絡(luò)資源艾栋。最初的設(shè)計是以秒作為TTL的單位。每經(jīng)過一個路由器時蛉顽，就把TTL減去數(shù)據(jù)報在路由器消耗掉的一段時間蝗砾。若數(shù)據(jù)報在路由器消耗的時間小于1秒，就把TTL值減1携冤。當TTL值為0時悼粮，就丟棄這個數(shù)據(jù)報。

協(xié)議[8bit]協(xié)議字段指出此數(shù)據(jù)報攜帶的數(shù)據(jù)是使用何種協(xié)議曾棕，以便使目的主機的IP層知道應(yīng)將數(shù)據(jù)部分上交給哪個處理過程扣猫。

首部檢驗和[16bit]這個字段只檢驗數(shù)據(jù)報的首部，但不包括數(shù)據(jù)部分翘地。這是因為數(shù)據(jù)報每經(jīng)過一個路由器申尤，路由器都要重新計算一下首部檢驗和（一些字段，如生存時間子眶、標志瀑凝、片偏移等都可能發(fā)生變化），不檢驗數(shù)據(jù)部分可減少計算的工作量臭杰。

源IP地址[32bit]

目的IP地址[32bit]

• TCP協(xié)議
  TCP協(xié)議是面向連接粤咪、保證高可靠性(數(shù)據(jù)無丟失、數(shù)據(jù)無失序渴杆、數(shù)據(jù)無錯誤寥枝、數(shù)據(jù)無重復(fù)到達)傳輸層協(xié)議宪塔。
  其協(xié)議頭解釋如下：
  TCP協(xié)議頭

端口號[16bit]在TCP頭中，有源端口號(Source Port)和目標端口號(Destination Port)囊拜。源端口號標識了發(fā)送主機的進程,目標端口號標識接收方主機的進程某筐。

序號[32bit]序號分為發(fā)送序號(Sequence Number)和確認序號(Acknowledgment Number)。發(fā)送序號：用來標識從TCP源端向TCP目的端發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)流冠跷，它表示在這個報文段中的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的順序號南誊。確認序號：包含發(fā)送確認的一端所期望收到的下一個順序號。因此蜜托，確認序號應(yīng)當是上次已成功收到數(shù)據(jù)字節(jié)順序號加1抄囚。只有ACK標志為1時確認序號字段才有效。TCP為應(yīng)用層提供全雙工服務(wù)橄务，這意味數(shù)據(jù)能在兩個方向上獨立地進行傳輸幔托。因此，連接的每一端必須保持每個方向上的傳輸數(shù)據(jù)順序號蜂挪。

偏移[4bit]這里的偏移實際指的是TCP首部的長度重挑，它用來表明TCP首部中32bit字的數(shù)目，通過它可以知道一個TCP包它的用戶數(shù)據(jù)是從哪里開始的棠涮。

Reserved [6bit]目前沒有使用谬哀，它的值都為0

標志[6bit]在TCP首部中有6個標志位，可同時被置為1严肪，代表意思如下：URG：緊急指針(urgent pointer)有效ACK：確認序號有效PSH：指示接收方應(yīng)該盡快將這個報文段交給應(yīng)用層而不用等待緩沖區(qū)裝滿RST：一般表示斷開一個連接SYN：同步序號用來發(fā)起一個連接FIN：發(fā)送端完成發(fā)送任務(wù)(即斷開連接)

窗口大小(window)[16bit]窗口的大小玻粪，表示源方法最多能接收的字節(jié)數(shù)。

校驗和[16bit]校驗和覆蓋了整個的TCP報文段：TCP首部和TCP數(shù)據(jù)诬垂。這是一個強制性的字段，一定是由發(fā)端計算和存儲伦仍，并由接收端進行驗證结窘。

緊急指針[16bit]只有當URG標志置為1時緊急指針才有效。緊急指針是一個正的偏移量充蓝，和序號字段中的值相加表示緊急數(shù)據(jù)最后一個字節(jié)的序號隧枫。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。

TCP選項是可選的

• UDP協(xié)議
  傳輸層協(xié)議谓苟，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議官脓，不可靠的協(xié)議，只負責(zé)把應(yīng)用層的協(xié)議的數(shù)據(jù)傳送到IP層的數(shù)據(jù)報涝焙，而不管數(shù)據(jù)是否到達卑笨。它的協(xié)議頭比較簡單，如下:
  UDP協(xié)議頭

端口號[16bit]與TCP一樣仑撞，也有源端口號(Source Port)和目標端口號(Destination Port)赤兴。源端口號標識了發(fā)送主機的進程,目標端口號標識接收方主機的進程妖滔。

Length[16bit]標識UDP頭的長度。

Checksum[16bit]校驗和桶良，包含UDP頭和數(shù)據(jù)部分座舍。

• HTTP協(xié)議

1、定義HTTP全稱是HyperText Transfer Protocal陨帆，即：超文本傳輸協(xié)議曲秉，從1990年開始就在WWW上廣泛應(yīng)用，是現(xiàn)今在WWW上應(yīng)用最多的協(xié)議疲牵，HTTP是應(yīng)用層協(xié)議承二，并且HTTP協(xié)議是基于TCP連接的，主要解決的是如何包裝協(xié)議的瑰步。當你上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁的時候矢洲，瀏覽器和Web服務(wù)器之間就會通過HTTP在Internet上進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。HTTP是一個基于請求/響應(yīng)模式的缩焦、無狀態(tài)的協(xié)議读虏。即我們通常所說的Request/Response。
2袁滥、URL解析URL(Uniform Resource Locator：統(tǒng)一資源定位符）地址用于描述一個網(wǎng)絡(luò)上的資源, 基本格式如下：schema://host[:port#]/path/…/[?query-string][#anchor]

• scheme：指定底層使用的協(xié)議(例如：http,https,ftp)盖桥；
• host：HTTP服務(wù)器的IP地址或者域名；
• port：HTTP服務(wù)器的默認端口是80题翻，這種情況下端口號可以省略揩徊，如果使用了別的端口，必須指明嵌赠，例如http://www.xiaoyaoyou1212.com:8080/塑荒；
• path：訪問資源的路徑；
• query-string：發(fā)送給HTTP服務(wù)器的數(shù)據(jù)姜挺；
• anchor：錨齿税。

URL的一個例子:http://www.mywebsite.com/sj/test/test.aspx?name=sviergn&x=true#stuff
描述
示例

作者：larryzhao
鏈接：http://www.reibang.com/p/sTeAbC
來源：簡書
著作權(quán)歸作者所有。商業(yè)轉(zhuǎn)載請聯(lián)系作者獲得授權(quán)炊豪，非商業(yè)轉(zhuǎn)載請注明出處凌箕。

3、HTTP的Request消息的結(jié)構(gòu)Request消息分為3部分:Request line,Request header,body.header和body之間有個空行词渤。

Method表示請求方法牵舱，比如”POST”,”GET”等。

Path-to-resoure表示請求的資源

Http/version-number表示HTTP協(xié)議的版本號注：當使用的是”GET”方法的時候缺虐，body是為空的芜壁，比如我們打開CSDN博客首頁的request如下：
12

GET http://www.cnblogs.com HTTP/1.1Host: blog.csdn.net

Accept作用：表示瀏覽器端可以接受的媒體類型例如：Accept:text/html，代表瀏覽器可以接受服務(wù)器回發(fā)的類型為text/html，也就是我們常說的html文檔沿盅，如果服務(wù)器無法返回text/html類型的數(shù)據(jù)把篓，服務(wù)器應(yīng)該返回一個406錯誤(non acceptable)；通配符代表任意類型腰涧，例如Accept:/*代表瀏覽器可以處理所有類型(一般瀏覽器發(fā)給服務(wù)器都是發(fā)這個)韧掩。

Referer作用：提供了Request的上下文信息的服務(wù)器，告訴服務(wù)器我是從哪個鏈接過來的窖铡，比如從我主頁上鏈接到一個朋友那里疗锐，他的服務(wù)器就能夠從HTTP Referer中統(tǒng)計出每天有多少用戶點擊我主頁上的鏈接訪問他的網(wǎng)站。例如：Referer:http://blog.csdn.net/xiaoyaoyou1212

Accept-Language作用：瀏覽器申明自己接收的語言注：語言跟字符集的區(qū)別：中文是語言费彼，中文有多種字符集滑臊，比如big5，gb2312箍铲，gbk等等例如：Accept-Language: en-us

Content-Type作用：指定不同格式的請求信息例如：Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

Accept-Encoding：作用：瀏覽器申明自己接收的編碼方法雇卷，通常指定壓縮方法，是否支持壓縮颠猴，支持什么壓縮方法（gzip关划，deflate）（注意：這不是指字符編碼）;例如： Accept-Encoding: gzip, deflate

User-Agent作用：告訴HTTP服務(wù)器，客戶端使用的操作系統(tǒng)和瀏覽器的名稱和版本例如：User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 8.0; Windows NT 5.1; Trident/4.0; CIBA; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.0.4506.2152; .NET CLR 3.5.30729; .NET4.0C; InfoPath.2; .NET4.0E)

Connection作用：表示網(wǎng)頁下次打開時是否需要重新建立連接例如：Connection:keep-alive翘瓮，當一個網(wǎng)頁打開完成后贮折，客戶端和服務(wù)器之間用于傳輸HTTP數(shù)據(jù)的TCP連接不會關(guān)閉，如果客戶端再次訪問這個服務(wù)器上的網(wǎng)頁资盅，會繼續(xù)使用這一條已經(jīng)建立的連接调榄；Connection: close，代表一個Request完成后呵扛，客戶端和服務(wù)器之間用于傳輸HTTP數(shù)據(jù)的TCP連接會關(guān)閉每庆，當客戶端再次發(fā)送Request，需要重新建立TCP連接今穿。

Content-Length作用：表示發(fā)送給HTTP服務(wù)器數(shù)據(jù)的長度例如：Content-Length: 38

Host（發(fā)送請求時扣孟，該報頭域是必需的）作用：請求報頭域主要用于指定被請求資源的Internet主機和端口號，它通常從HTTP URL中提取出來的例如：在瀏覽器中輸入：http://blog.csdn.net/xiaoyaoyou1212荣赶，瀏覽器發(fā)送的請求消息中，就會包含Host請求報頭域Host：http://blog.csdn.net/xiaoyaoyou1212
鸽斟，此處使用缺省端口號80拔创，若指定了端口號，則變成：Host：指定端口號

Pragma作用：防止頁面被緩存富蓄，在HTTP/1.1版本中剩燥，它和Cache-Control:no-cache作用一模一樣例如：Pragma: no-cache

Cookie作用：最重要的header, 將cookie的值發(fā)送給HTTP服務(wù)器

Accept-Charset作用：瀏覽器申明自己接收的字符集，這就是本文前面介紹的各種字符集和字符編碼，如gb2312灭红，utf-8（通常我們說Charset包括了相應(yīng)的字符編碼方案）

4侣滩、HTTP的Response消息的結(jié)構(gòu)Response消息分為3部分:Response line,Response header,body.header和body之間有個空行。
HTTP/version-number表示HTTP協(xié)議的版本號

Status-code表示響應(yīng)碼变擒，如200君珠、404、500等

Message狀態(tài)信息描述

Cache-Control作用: 這個是非常重要的規(guī)則娇斑，用來指定Response-Request遵循的緩存機制策添。各個指令含義如下：

Content-Type作用：WEB服務(wù)器告訴瀏覽器自己響應(yīng)的對象的類型和字符集例如:
123

Content-Type: text/html; charset=utf-8
Content-Type: text/html; charset=GB2312
Content-Type: image/jpeg 

Expires作用：瀏覽器會在指定過期時間內(nèi)使用本地緩存例如：Expires: Tue, 08 Feb 2022 12:00:00 GMT

Last-Modified作用：用于指示資源的最后修改日期和時間例如：Last-Modified: Wed, 21 Dec 2011 12:00:00 GMT

Server作用：指明HTTP服務(wù)器的軟件信息例如：Server: Microsoft-IIS/7.5

X-AspNet-Version作用：如果網(wǎng)站是用ASP.NET開發(fā)的，這個header用來表示ASP.NET的版本例如: X-> AspNet-Version: 4.0.30319

X-Powered-By作用：表示網(wǎng)站是用什么技術(shù)開發(fā)的例如：X-Powered-By: ASP.NET

Connection作用：表示網(wǎng)頁下次打開時是否需要重新建立連接例如：Connection: keep-alive账阻，當一個網(wǎng)頁打開完成后蒂秘，客戶端和服務(wù)器之間用于傳輸HTTP數(shù)據(jù)的TCP連接不會關(guān)閉，如果客戶端再次訪問這個服務(wù)器上的網(wǎng)頁淘太，會繼續(xù)使用這一條已經(jīng)建立的連接姻僧；Connection: close，代表一個Request完成后蒲牧，客戶端和服務(wù)器之間用于傳輸HTTP數(shù)據(jù)的TCP連接會關(guān)閉撇贺， 當客戶端再次發(fā)送Request，需要重新建立TCP連接冰抢。

Content-Length作用：指明實體正文的長度松嘶，以字節(jié)方式存儲的十進制數(shù)字來表示。在數(shù)據(jù)下行的過程中挎扰，Content-Length的方式要預(yù)先在服務(wù)器中緩存所有數(shù)據(jù)翠订，然后所有數(shù)據(jù)再一起發(fā)給客戶端。例如：Content-Length: 19847

Date作用：生成消息的具體時間和日期例如：Date: Sat, 11 Feb 2012 12:00:00 GMT

5遵倦、HTTP協(xié)議之GET和POSTHTTP協(xié)議定義了很多與服務(wù)器交互的方法尽超，最基本的有4種，分別是GET,POST,PUT,DELETE梧躺。一個URL地址用于描述一個網(wǎng)絡(luò)上的資源似谁，而HTTP中的GET,POST,PUT,DELETE就對應(yīng)著對這個資源的查、改、增巩踏、刪4個操作秃诵。最常見的就是GET和POST，GET一般用于獲取/查詢資源信息塞琼，而POST一般用于更新資源信息菠净。其區(qū)別如下：

GET提交的數(shù)據(jù)會放在URL之后，以?分割URL和傳輸數(shù)據(jù)屈梁，參數(shù)之間以&相連嗤练，如EditPosts.aspx?name=test&id=123456
，POST方法是把提交的數(shù)據(jù)放在HTTP包的Body中在讶；

GET提交的數(shù)據(jù)大小有限制（因為瀏覽器對URL的長度有限制）煞抬，而POST方法提交的數(shù)據(jù)沒有限制；

GET方式需要使用Request.QueryString來取得變量的值构哺，而POST方式通過Request.Form來獲取變量的值革答，也就是說GET是通過地址欄來傳值，而POST是通過提交表單來傳值曙强；

GET方式提交數(shù)據(jù)残拐，會帶來安全問題，比如一個登錄頁面碟嘴，通過GET方式提交數(shù)據(jù)時溪食，用戶名和密碼將出現(xiàn)在URL上，如果頁面可以被緩存或者其他人可以訪問這臺機器娜扇，就可以從歷史記錄獲得該用戶的賬號和密碼错沃。

示例

• TCP

public static void sendData(byte[] data) throws IOException {
    if (data == null) {
        return;
    }
    Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("192.168.1.122"), 9999);
    OutputStream outputstream = socket.getOutputStream();
    outputstream.write(data, 0, data.length);
    outputstream.close();
    socket.close();
}

public static void receiveData() throws IOException {
    ServerSocket serversocket = new ServerSocket(9999);
    Socket socket = serversocket.accept();
    InputStream inputstream = socket.getInputStream();
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int bytes = inputstream.read(buffer);
    byte[] data = new byte[bytes];
    System.arraycopy(buffer, 0, data, 0, data.length);
    Log.i("XYY", new String(data));
    inputstream.close();
    socket.close();
    serversocket.close();
}

• 調(diào)用如下：

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        try {
            TCP.receiveData();
            TCP.sendData("逍遙游".getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}).start();

• UDP

public static void sendData(byte[] data) throws IOException {
    if (data == null) {
        return;
    }
    DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();
    DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("192.168.1.122"), 9999);
    datagramSocket.send(datagramPacket);
    datagramSocket.close();
}

public static void receiveData() throws IOException {
    DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(9999);
    byte[] receive = new byte[1024];
    DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(receive, receive.length);
    datagramSocket.receive(datagramPacket);
    Log.i("XYY", new String(receive, 0, datagramPacket.getLength()));
    datagramSocket.close();
}

• 調(diào)用如下：

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        try {
            UDP.receiveData();
            UDP.sendData("逍遙游".getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}).start();

源地址：http://www.huwei.tech/2016/11/20/%E7%BD%91%E7%BB%9C%E5%8D%8F%E8%AE%AE%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E7%AC%94%E8%AE%B0/