Linux网络编程基础-01_网络基础知识

Internet的历史

Internet－“冷战”的产物
1957年10月和11月，前苏联先后有两颗“Sputnik”卫星上天
1958年美国总统艾森豪威尔向美国国会提出建立DARPA (Defense Advanced Research Project Agency)，即国防部高级研究计划署，简称ARPA
1968年6月DARPA提出“资源共享计算机网络” (Resource Sharing Computer Networks)，目的在于让DARPA的所有电脑互连起来，这个网络就叫做ARPAnet，即“阿帕网”，是Interne的最早雏形

网络互联促成了TCP/IP协议的产生

早期的ARPAnet使用网络控制协议(Network Control Protocol，NCP)，不能互联不同类型的计算机和不同类型的操作系统，没有纠错功能

1973年由Kahn和Vinton Cerf两人合作为ARPAnet开发了新的互联协议。

1974年12月两人正式发表第一份TCP协议详细说明，但此协议在有数据包丢失时不能有效的纠正

TCP协议分成了两个不同的协议：
用来检测网络传输中差错的传输控制协议TCP
专门负责对不同网络进行互联的互联网协议IP

从此，TCP/IP协议诞生

1983年ARPAnet上停止使用NCP，互联网上的主机全部使用TCP/IP协议。TCP/IP协议成为Internet中的“世界语”

网络的体系结构

• 网络采用分而治之的方法设计，将网络的功能划分为不同的模块，以分层的形式有机组合在一起。

• 每层实现不同的功能，其内部实现方法对外部其他层次来说是透明的。每层向上层提供服务，同时使用下层提供的服务

• 网络体系结构即指网络的层次结构和每层所使用协议的集合

• 两类非常重要的体系结构：OSI与TCP/IP

OSI开放系统互联模型

• OSI模型相关的协议已经很少使用，但模型本身非常通用

• OSI模型是一个理想化的模型，尚未有完整的实现

• OSI模型共有七层(右图)

TCP/IP与OSI参考模型的对应关系

• 网络接口和物理层：硬件驱动，屏蔽硬件差异，形成统一的接口（内核中的struct net_device）,是TCP/IP的最底层，负责将二进制流转换成数据帧，并进行数据帧的发送和接收。数据帧是网络传输的基本单元。

• 网络层（IP层）：跨不同的操作系统和机器，实现端到端的传输数据。负责在主机之间的通信中选择数据包的传输路径，即路由。

• 传输层：数据应该交给哪一个任务处理，负责实现应用程序之间的通信服务，这种通信又称为端到端通信。

• 应用层：各种应用层的协议，是分层模型的最高层。
  
  常用协议

• TCP(Transport Control Protocol)传输控制协议

• IP(Internetworking

• Protocol)网间协议

• UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议

• ICMP(Internet Control Message Protocol)互联网控制信息协议

• SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传输协议

• SNMP(Simple Network manage Protocol)简单网络管理协议

• HTTP(Hypertext Transfer Protocol) 超文本传输协议 FTP(File Transfer

• Protocol)文件传输协议 ARP(Address Resolution Protocol)地址解析协议

TCP/IP协议通信模型

TCP/IP结构

TCP/IP协议下的数据包

• MTU（Max Transfer Unit）：最大传输单元，和网络类型有关
  ·以太网：MTU=1500字节
• mss（maximum segment size）:最大段大小，和网络类型、线路、系统特性等相关

数据的封装与传递过程（封包和拆包）

TCP协议特点

TCP（即传输控制协议）：是一种面向连接的传输层协议，它能提供高可靠性通信(即数据无误、数据无丢失、数据无失序、数据无重复到达的通信)

适用情况：

• 适合于对传输质量要求较高，以及传输大量数据的通信。
• 在需要可靠数据传输的场合，通常使用TCP协议
• MSN/QQ等即时通讯软件的用户登录账户管理相关的功能通常采用TCP协议
  TCP传输
  

UDP协议的特点

UDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议，是不可靠的无连接的协议。在数据发送前，因为不需要进行连接，所以可以进行高效率的数据传输。

适用情况：

• 发送小尺寸数据（如对DNS服务器进行IP地址查询时）

• 在接收到数据，给出应答较困难的网络中使用UDP。（如：无线网络）

• 适合于广播/组播式通信中。

• MSN/QQ/Skype等即时通讯软件的点对点文本通讯以及音视频通讯通常采用UDP协议

• 流媒体、VOD、VoIP、IPTV等网络多媒体服务中通常采用UDP方式进行实时数据传输

UDP传输

区别和联系：
共同点：同为传输层协议
不同点：
TCP：有连接，可靠
UDP：无连接，不保证可靠