《图解 TCP / IP 》学习笔记(二)—— TCP/IP基础知识

1. TCP/IP 含义

大多情况下,指的是利用IP进行通信时必须用到的协议群的统称。有时也称TCP/IP协议簇。




2. 互联网基础知识

互联网定义

互联网是指由APRANET发展而来,互联全世界的计算机网络。对应英文单词为"The Internet"。
当专门指代网络之间的连接时,可以使用"网际网"这个词。

Internet指网际网,The Internet指互联网。

互联网与TCP/IP的关系

TCP/IP是互联网的协议。

互联网的结构

互联网中每个网络都是骨干网(BackBone)和末端网(Stub)组成。每个网络之间通过NOC(Network Operation Center:网络操作中心)相连。如果网络的运营商不同,他的网络连接方式和使用方法也会不同。连接这种异构网络需要有IX(Internet Exchange:网络交换中心)的支持。




3. TCP/IP协议分层模型

TCP/IP与OSI参考模型

OSI参考模型 TCP/IP分层模型
应用层 应用层DNS、URI、HTML、HTTP、TLS/SSL、SMTP、POP、IMAP、MIME、TELNET、SSH、FTP、SNMP、MIB、SIP、RTP、LDAP 应用程序
表示层
会话层
传输层 传输层TCP、UDP、UDP-Lite、SCTP、DCCP 操作系统
网络层 互联网层ARP、IP、ICMP
数据链路层 网卡层 设备驱动程序与网络接口
物理层 (硬件)

硬件(物理层)

TCP/IP最底层是负责数据传输的硬件。TCP/IP是在网络互联的设备之间能够通信的前提下才被提出的协议。

网络接口层(数据链路层)

可看作是让NIC起作用的"驱动程序"。

互联网层(网络层)

TCP/IP分层中的互联网层与传输层的功能通常由操作系统提供。

IP

IP虽然是分组交换的一种协议,但是不具有重发机制。即使分组数据包未能到达对端主机也不会重发。属于非可靠传输协议。

ICMP

IP数据包在发送过程中一旦发生异常导致无法到达对端目标地址时,需要给发送端一个发生异常的通知。ICMP就是为这一功能制定的。它有时也被用来诊断网络的健康状况。

ARP

从分组数据包的IP地址中解析出物理地址(MAC地址)的一种协议。

传输层

传输层最主要的功能是让应用程序之间实现通信。对于计算机内部同时运行的程序,必须分清哪些程序与哪些程序在进行通信。识别这些应用程序的是端口号。

TCP

TCP是面向有连接的传输层协议。可以保证两端通信主机之间的通信可达。TCP能够正确处理在传输过程中丢包、传输顺序错乱等异常情况。TCP还能有效利用带宽,缓解网络拥堵。

UDP

UDP是面向无连接的传输层协议。常用于分组数据较少或多播、广播通信以及视频通信等多媒体领域。

应用层(会话层以上的分层)

TCP/IP的分层中,将OSI参考模型中的会话层、表示层和应用层的功能都集中到了应用程序中实现。

WWW(World Wide Web)

浏览器与服务器之间的通信所用的协议是HTTP(HyperText Transfer Protocol)。所传输数据的主要格式是HTML(HyperText Markup Language)。HTTP属于OSI应用层的协议,而HTML属于表示层的协议。

E-Mail

发送电子邮件时用到的协议是SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)。

MIME协议将电子邮件的格式由文本格式扩充为声音、图像等各式各样的信息。

MIME属于OSI参考模型的第六层——表示层。

文件传输(FTP)

在FTP中进行文件传输时会建立两个TCP连接。分别是发出传输请求时所要用到的控制连接与实际传输数据时所要用到的数据连接。

远程登陆

TCP/IP网络中远程登陆常用TELNET和SSH两种协议。

TELNET : TELetypewriter NETwork
SSH : Secure SHell

网络管理

在TCP/IP中进行网络管理时,采用SNMP(Simple Network Management Protocol)协议。使用SNMP管理的主机、网桥、路由器等乘坐SNMP代理(Agent),而进行管理的那一段叫做管理器(Manager)。SNMP就是Manger和Agent所要用到的协议。

在SNMP的代理端,保存着网络接口的信息、通信数据量、异常数据量以及设备温度等信息。这些信息可以通过MIB(Management Information Base)访问。因此,在TCP/IP的网络管理中,SNMP属于应用协议,MIB属于表示层协议。



数据包结构

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我是这耀眼的瞬间,是划过天边的刹那火焰。
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