TCP/IP

目录

链路层

网络层IP协议

传输层UDP与TCP

TCP的连接和释放

流量控制机制

拥塞控制机制

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链路层

TCP/IP支持多种不同的数据链路协议，这取决于网络所使用的硬件，如以太网、令牌环网、FDDI、RS-232串行线路等，当今TCP/IP采用的主要局网技术是以太网。

 

以太网的帧结构

 

 

帧数据的发送方式以“广播”的方式在子网络内的主机之间传输。广播就是它不是把帧数据准确送到接收方，而是向本网络内所有计算机发送，每台计算机根据收到的帧数据的标头的MAC地址判断自己是否为接收方。

 

一个帧首部的发送者和接收者信息由MAC地址确定，MAC地址在每台主机的网卡上，是唯一的。

 

最大传输单元MTU：

数据链路层中的不同协议对帧的数据部分长度都有一个限制，不同协议的MTU值不同。

常用的以太网为1500个字节，MTU主要是为了限制一次传输的最大IP数据报的值，如果IP层有一个数据报要传，而且数据产度比数据链路层的MTU大，则就需要将IP数据报进行分片，使每一片都小于MTU。

网络层IP协议

 

 

前20字节和紧接其后的选项部分是IP数据报的首部，前20个字节是固定的，选项最多40字节，整个IP首部长度在20-60之间。

 

因为首部字节数那里是16位，16位能表达的最大长度为2^16=65535字节，即IP数据包最大总长度包含首部和数据为65535字节。但是实际上当IP数据包的长度大于MTU时，就会进行IP分片，把很长的IP数据包分成不同的部分加在帧数据中。

 

IP协议的分片：

IP数据报在长度超过MTU时会发生分片，在接收端再将分片重组，通常只有UDP协议加了IP首部之后的IP数据包会发生分片。分片传输的IP数据报不一定按序到达，但IP首部中的信息能让这些数据报片按序组装。IP数据报的分片与重组是在网络层进完成的。

 

IP协议规定了该网络地址的规则，作用是为每个计算机一个网络地址，让我们区分不同MAC地址的计算机是否在同一个子网络中。

规定网络地址/IP地址由4组8个的二进制位构成，我们通常不用它的二进制形式，而是用每个组的十进制表示，从0.0.0.0一直到255.255.255.255。IP地址一部分代表不同子网络，一部分代表不同主机，这两部分的位数不是定死的，不能直接从IP地址上得到它的子网络和主机，要用子网掩码区分。

 

子网掩码是表示子网络特征的一个参数，在形式上等同于IP地址，但是它的网络部分全部为1，主机部分全部为0，写成十进制举个例子为255.255.255.0。

 

判断是否是同一子网络用IP地址和子网掩码与运算。

 

 

ARP协议

ARP协议只用在局域网中。通过IP地址可以得到对方主机是否在同一子网络，如果在同一子网络，用ARP协议根据目标主机的IP地址得到目标主机的MAC地址，进而通过以太网协议进行广播传输。

 

 

ARP协议原理：

局域网中的每个主机都有一个ARP缓存，它保存了最近发起的IP地址到MAC地址的映射记录，当该主机要向局域网中的某一主机发送数据时，它会先从自己的缓存中查找映射，看是否存在目标IP地址，

如果找到，就通过映射找到它的MAC地址，从而发送过去

如果没有找到该目的IP地址，它就向该局域网内发送一个广播，广播中包含自己的IP地址、MAC地址和目的主机的IP地址