Linux网络编程基础-上

1 TCP/IP协议族

  互联网（Internet）协议中最重要的协议就是TCP/IP协议族，TCP/IP协议族中最重要就是TCP和IP协议。TCP/IP协议族是Internet事实上的工业标准。
  TCP协议：能检测网络传输中差错的传输控制协议（可靠的传输）；
  IP协议：专门负责对不同网络进行互联的互联网协议（不可靠的传输）。

2 网络体系结构

2.1 网络的特点

1、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。最后以分层的形式有机组合在一起；
2、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；
3、每层向上层提供服务，同时使用下层提供的服务；

2.2 网络体系结构定义

网络的层次结构和每层所使用协议的集合。

2.3 网络体系结构分类

2.3.1 OSI 七层模型

理解即可。

2.3.2 TCP/IP四层模型

2.3.2.1 网络接口与物理层（Link Layer）

1、作用： 统一硬件差异，通俗讲就是将不同的网卡、光纤等网络相关硬件设备都连接到网络上。此层涉及到网卡驱动程序。
2、涉及到的协议：
A、局域网LAN协议：以太网Ethernet协议（当前主流）；令牌环网token ring协议（不常用）；FDDI协议（不常用）和ARCNET协议（不常用）。
B、地址解析协议：ARP/RARP协议
ARP：通过IP地址找到MAC地址；
RARP：通过MAC地址找到IP地址。
C、拨号协议PPP：应用场合如电脑通过电话线上网、手机等移动终端无线上网（GPRS/3G/4G/5G)。
D、MAC地址：网络设备（有线或无线网卡）身份标识，48位数据，全球唯一。
3、在操作系统中的位置： 在Linux中存在于内核空间。

2.3.2.2 网络层（Internet Layer）

1、作用：终端（计算机）到终端（计算机）的传输，统一不同的设备（比如电脑、手机、服务器）和不同的操作系统（比如Windowns和Linux）。
2、涉及到的协议：
A、IP协议: Internet 协议，分为IPV4和IPV6。
B、ICMP: Internet控制管理协议，ping命令属于ICMP。
C、IGMP: Internet分组管理协议，广播、组播。
3、在操作系统中的位置： 在Linux中存在于内核空间。

2.3.2.3 传输层（Transport Layer）

1、作用： 在同一电脑中，数据应该交给那一个任务去处理。
2、涉及到的协议：
A、 TCP协议：
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)。 适用情况如下：
a、适合于对传输质量要求较高，以及传输大量数据的通信。
b、在需要可靠数据传输的场合，通常使用TCP协议。
c、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。

B、UDP协议：
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。 适用情况如下：
a、发送小尺寸数据（如对DNS服务器进行IP地址查询时）。
b、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）。
c、适合于广播/组播式通信中。
d、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一般采用UDP协议。
e、流媒体、VOD、VoIP、IPTV等网络多媒体服务中通常采用UDP协议。

3、在操作系统中的位置： 在Linux中存在于内核空间。

2.3.2.4 应用层（Application Layer）

1、作用： 服务于操作系统的应用软件的各种网咯通讯协议。
2、涉及到的协议：
A、网页访问协议：HTTP/HTTPS。
B、邮件发送接收协议： POP3（收）/SMTP(发) 、IMAP（可接收邮件的一部分)。
C、文件传输协议：FTP。
D、远程登录协议：Telnet/SSH。
E、嵌入式相关协议：NTP网络时钟协议；SNMP简单网络管理协议（实现对网络设备集中式管理）；RTP/RTSP音视频传输协议（安防监控）。
3、在操作系统中的位置： 在Linux中存在于应用（用户）空间。

3 网络的封包与拆包