TCP/IP协议基础

TCP/IP协议是目前最完整的、被普遍接受的通信协议标准。它可以使不同的硬件结构、不同操作系统的计算机之间相互通信。TCP/IP协议族包括TCP（传输层协议）、Ip（网络层协议）和其他协议。TCP/IP协议只是习惯叫法，更专业的叫法是Internet协议。无论是局域网还是广域网，TCP/IP都是使用最广泛的协议。

TCP/IP协议的层次结构

1、TCP/IP与OSI的层次对应关系：

2、TCP/IP各层的功能：

1. 网络接口层（链路层）： 又称网络访问层，负责向网络物理介质发送数据包，从网络物理介质接受数据包。

2. 网络层： 又称互联网层或IP层，负责处理IP数据包的传输、路由选择、流量控制和拥塞控制。包含协议有：地址解析协议（ARP，根据IP地址获取物理地址）和反向地址解析协议（RARP，根据物理地址获取查找IP地址）；IP协议是网络层的核心协议；控制报文协议（IGMP），主机和网关进行差错报告、控制和进行请求/应答的协议；管理协议（IGMP），用于实现组播中的组成员管理。

3. 传输层： 为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。包含协议有：传输控制协议（TCP，面向连接的、可靠的、字节流的传输服务）和用户数据报协议（UDP，无连接的、不可靠的、高效的、数据报传输服务）。

4. 应用层： 为用户提供一些常用的应用程序。包含协议有：文件传述协议FTP、简单邮件传输协议SMTP、超文本传输协议HTTP等。

TCP/IP层次结构的必要性： TCP/IP的层次结构，使一个复杂的通信系统具备层次化，更利于理解分析、排查故障、维护更新和统一标准化。

TCP/IP协议族

1、分层：

tcp和udp都是运输层的协议，二者都使用ip协议作为网络层协议，不同的是tcp虽然使用不可靠的ip服务，但它却提供了一种可靠的运输层服务。ip协议是网络层的主要协议，同时被udp和tcp使用。ip协议主要负责数据在网络上的传送（路由选择）。icmp是IP协议的一个附属协议。ip协议用它来与其他主机或路由器交换错误报文和其他重要信息。igmp是internet组管理协议。用来吧一个udp数据报多播到多个主机。arp和rarp协议是负责ip地址和mac地址之间的转换的。

2、封装：

当应用层程序用TCP传送数据时，数据被送入协议栈中，然后逐个通过每一层直到被当作一串比特流送入网络。其中每一层对收到的数据都要加上一些首部信息（甚至还有尾部），如下： 封装相当于，发送端主机将需要发送的数据加密成能在以太网中传输的数据帧。

3、分用：

当目的主机收到一个以太网数据帧时，数据就开始从协议栈中由低向上升，同时去掉各层协议加上的报文首部。每层协议盒都要去检查报文首部中的协议标识，以确定接收数据的上层协议。这个过程叫做分用。 分用相当于，目的主机解析收到的数据帧，提取其中有用的信息。