TCP/IP协议

一、简介

TCP/IP是Transmission Control Protocol/Internet Protocol（传输控制协议/因特网互联协议）,是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP定义了电子设备如何介入因特网，以及数据如何在他们之间传输的标准。协议采用了4层的层级结构，每一层都传输它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。
一般来说：TCP只负责发现传输可靠性问题，一旦有问题就发信号，要求重新传输，知道所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台电脑规定一个地址。

1. TCP是面向连接的通信协议，通过三次握手简历连接，通讯完成时拆除连接，由于TCP是面向连接的所有智能用于端到端的通讯。
2. TCP提供了一种可靠的数据流服务，采用“带重传的肯定确认”计数实现传输的可靠性。
3. TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制，所谓窗口实际表示接收能力，用于限制发送方的发送速度。
4. 如果IP数据包中有可能封装好的TCP数据包，那么IP将把它们向“上”传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以重传。

二、TCP/IP的参考模型

TCP/IP参考模型是首先由ARPANET所使用的网络体系结构，这个体系结构在它的两个主要协议出现以后被称为TCP/IP参考模型（TCP/IP Reference Model）。这一网络协议共分为四层：网络访问层、互联网层、传输层和应用层：

1. 网络访问层（Network Access Layer）：只是指出主机必须使用某种协议与网络相连；
2. 互联网层（Internet Layer）：是整个体系结构的关键部分，其功能是使主机可以把分组发往任何网络，并使用分组独立地传向目标。这些分组可能经由不同的网络，到达的顺序和发送的顺序也可能不同。高层如果需要顺序收发，那么就必须自定处理对分组的排序。互联网使用因特网协议（IP，Internet Protocal）。
3. 传输层（Tramsport Layer）：使源端和目的端机器上的对等实体可以进行会话。在这一层定义两个端的协议：传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）和用户数据报协议（UDP，User Datagram Protocol）。TCP是面向连接的协议，它提供可靠的报文传输和对上层应用额连接服务。谓词，除了基本的数据传输外，它还有可靠性保证、流量控制、多路复用、优先权和安全性控制等功能。UDP是面向无连接的不可靠传输协议，主要用于不需要TCP的排序和流量控制等功能的应用程序。

4. 应用层（Application Layer）：包含所有的高层协议，包括：虚拟终端协议（TELNET，TELecommunications NETwork）、文件传输协议（FTP，File Transfer Protocol）、电子邮件传输协议（SMTP，Simple Mail Transfer Protocol）、域名服务（DNS，Domain Name Service）、网上新闻传输协议（NNTP，Net News Transfer Protocol）和超文本传输协议（HTTP，HyperText Transfer Protocol）等。

   ①、TELNET：允许一台机器上的用户登录到远程机器上，并进行工作；
   ②、FTP：提供有效地将文件从一台机器上移动到另一台机器上的方法；
   ③、SMTP：用于电子邮件的收发；
   ④、DNS：用于把主机名映射到网络地址；
   ⑤、NNTP：用于新闻的发布、检索和获取；
   ⑥、HTTP：用于在WWW上获取主页；

三、TCP/IP的层次

从协议分层模型方面来讲，TCP/IP由四个层次组成：网络接口层、网络层、传输层、应用层

TCP/IP每层的主要协议：

四、TCP/IP的主要特点

1. TCP/IP协议不依赖与任何特定的计算机硬件或操作系统，提供开放的协议标准，即使不考虑Internet，TCP/IP协议也获得了光广泛的支持。所以TCP/IP协议称为一种联合各种硬件和软件的使用系统；
2. TCP/IP协议并不依赖于特定的网络传输硬件，所以TCP/IP协议能够集成各种各样的网络。用户能够使用以太网（Ethernet）、令牌环网（Token Ring Network）、拨号线路（Dial-up line）、X.25以及所有的网络传输硬件；
3. 统一的网络地址分配方案，是得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址；
4. 标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。

五、TCP/IP的三次握手

1. 第一次握手：客户端发送syn（syn=j）包到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；
2. 第二次握手：客户端收到syn包，必须确定客户的SYN（ack=j+1）,同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
3. 第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK（ack=k+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手

六、TCP/IP的四次挥手

由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这个原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一份FIN来终止这个方向的连接。收到一个FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在手法哦一个FIN后扔能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而梁一方执行被动关闭。

1. 客户端A发送一个FIN，用来关闭客户A到服务器B的数据传送；
2. 服务器B收到这个FIN，它发送一个ACK，确认序号为收到的序号加1。和SYN一样，一个FIN将占有一个序号；
3. 服务器B关闭与客户端A的连接，发送一个FIN给客户端A；
4. 客户端A发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1。