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  • 1 TCP/IP1.1 概述TCP/IP协议族(TCP/IP Protocol Suite,或TCP/IP Protocols),简称TCP/IP。TCP/IP协议包括TCP(传输控制协议)和IP(网际协议)。由于在网络通讯协议普遍采用分层的结构,当多个层次的协议共同工作...

    1 TCP/IP

    1.1 概述

    TCP/IP协议族(TCP/IP Protocol Suite,或TCP/IP Protocols),简称TCP/IP。TCP/IP协议包括TCP(传输控制协议)和IP(网际协议)。由于在网络通讯协议普遍采用分层的结构,当多个层次的协议共同工作时,类似计算机科学中的堆栈,因此又被称为TCP/IP协议栈(TCP/IP Protocol Stack)。

    TCP/IP提供了点对点的连结机制,将数据应该如何封装、寻址、传输、路由以及在目的地如何接收,都加以标准化。它将软件通信过程抽象化为四个抽象层,采取协议堆栈的方式,分别实作出不同通信协议。协议套组下的各种协议,依其功能不同,被分别归属到这四个阶层之中,常被视为是简化过后的七层OSI模型。

    1.2 TCP/IP参考模型

    TCP/IP参考模型是一个抽象的分层模型,这个模型中,所有的TCP/IP系列网络协议都被归类到4个抽象的"层"中。每一抽象层建立在低一层提供的服务上,并且为高一层提供服务。

    完成一些特定的任务需要众多的协议协同工作,这些协议分布在参考模型的不同层中的,因此有时称它们为一个协议栈

    TCP/IP参考模型为TCP/IP协议栈订身制作。其中IP协议只关心如何使得数据能够跨越本地网络边界的问题,而不关心如何利用传输媒体,数据如何传输。整个TCP/IP协议栈则负责解决数据如何通过许许多多个点对点通路(一个点对点通路,也称为一"跳", 1 hop)顺利传输,由此不同的网络成员能够在许多"跳"的基础上建立相互的数据通路。

    1.3 Internet中的层模型

    1.3.1 OSI模型

    下面的图表试图显示不同的TCP/IP和其他的协议在最初OSI模型中的位置:

    7应用层例如HTTP、SMTP、SNMP、FTP、Telnet、SIP、SSH、NFS、RTSP、XMPP、Whois、ENRP6

    表示层例如XDR、ASN.1、SMB、AFP、NCP5

    会话层例如ASAP、SSH、ISO 8327 / CCITT X.225、RPC、NetBIOS、ASP、Winsock、BSD sockets4

    传输层例如TCP、UDP、TLS、RTP、SCTP、SPX、ATP、IL3

    网络层例如IP、ICMP、IGMP、IPX、BGP、OSPF、RIP、IGRP、EIGRP、ARP、RARP、X.252

    数据链路层例如以太网、令牌环、HDLC、帧中继、ISDN、ATM、IEEE 802.11、FDDI、PPP1

    实体层例如线路、无线电、光纤

    1.3.2 TCP/IP协议栈层模型

    4应用层(OSI5到7层)例如HTTP、FTP、DNS(如BGP和RIP这样的路由协议,尽管由于各种各样的原因它们分别运行在TCP和UDP上,仍然可以将它们看作网络层的一部分)3传输层(OSI4层)例如TCP、UDP、RTP、SCTP(如OSPF这样的路由协议,尽管运行在IP上也可以看作是网络层的一部分)2网络互连层(OSI3层)对于TCP/IP来说这是因特网协议(IP)(如ICMP和IGMP这样的必须协议尽管运行在IP上,也仍然可以看作是网络互连层的一部分;ARP不运行在IP上)1网络接口层(OSI1和2层)例如以太网、Wi-Fi、MPLS等。

    1.3.2.1 应用层

    该层包括所有和应用程序协同工作,利用基础网络交换应用程序专用的数据的协议。应用层是大多数普通与网络相关的程序为了通过网络与其他程序通信所使用的层。这个层的处理过程是应用特有的;数据从网络相关的程序以这种应用内部使用的格式进行传送,然后被编码成标准协议的格式。

    一些特定的程序被认为运行在这个层上。它们提供服务直接支持用户应用。这些程序和它们对应的协议包括HTTP(万维网服务)、FTP(文件传输)、SMTP(电子邮件)、SSH(安全远程登陆)、DNS(名称<-> IP地址寻找)以及许多其他协议。

    1.3.2.2 传输层

    传输层的协议,能够解决诸如端到端可靠性(“数据是否已经到达目的地?”)和保证数据按照正确的顺序到达这样的问题。在TCP/IP协议组中,传输协议也包括所给数据应该送给哪个应用程序。

    下面介绍两个比较常见的协议:

    TCP(IP协议6)是一个“可靠的”、面向连结的传输机制,它提供一种可靠的字节流保证数据完整、无损并且按顺序到达。TCP尽量连续不断地测试网络的负载并且控制发送数据的速度以避免网络过载。另外,TCP试图将数据按照规定的顺序发送。这是它与UDP不同之处,这在实时数据流或者路由高网络层丢失率应用的时候可能成为一个缺陷。

    UDP(IP协议号17)是一个无连结的数据报协议。它是一个“尽力传递”(best effort)或者说“不可靠”协议——不是因为它特别不可靠,而是因为它不检查数据包是否已经到达目的地,并且不保证它们按顺序到达。如果一个应用程序需要这些特性,那它必须自行检测和判断,或者使用TCP协议。

    1.3.2.3 网络互连层

    网络层解决在一个单一网络上传输数据包的问题,还有将数据从源网络传输到目的网络。

    1.3.2.4 网络接口层

    网络接口层是数据包从一个设备的网络层传输到另外一个设备的网络层的方法。

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    图1 网络数据流示意图(两个因特网主机通过两个路由器和对应的层连接,各主机上的应用通过一些数据通道相互执行读取操作)

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    图2 TCP/IP层模型的数据封装图(不同的层应用数据的封装递减)

    1.4 浅谈传输控制协议

    传输控制协议(TransmissionControl Protocol, TCP)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。在简化的计算机网络OSI模型中,它完成第四层传输层所指定的功能,用户数据报协议(UDP)是同一层内另一个重要的传输协议。

    TCP连接包括三个状态:连接创建、数据传送和连接终止。

    1.4.1 通路的创建

    TCP用三路握手(three-way handshake)过程创建一个连接

    一对终端同时初始化一个它们之间的连接是可能的。但通常是由一端打开一个套接字(socket)然后监听来自另一方的连接,这就是通常所指的被动打开(passive open)。服务器端被被动打开以后,用户端就能开始创建主动打开(active open)。

    1. 客户端通过向服务器端发送一个SYN来创建一个主动打开,作为三路握手的一部分。

    2. 服务器端应当为一个合法的SYN回送一个SYN/ACK。

    3. 最后,客户端再发送一个ACK。当服务端受到这个ACK的时候,就完成了三路握手,并进入了连接创建状态。

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    图3 TCP连接的正常创建(3次握手)

    1.4.2 通路的终结

    连接终止使用了四路握手过程(four-wayhandshake),在这个过程中每个终端的连接都能独立地被终止。因此,一个典型的拆接过程需要每个终端都提供一对FIN和ACK。

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    图4 TCP连接的正常终止(4次握手)

    2 TCP/IP状态机

    TCP建立连接、传输数据和断开连接是一个复杂的过程。为了准确地描述这一过程,可以采用有限状态机。有限状态机包含有限个状态,在某一时刻,机器必然处于某一特定状态,当在一个状态下发生特定事件时,机器会进入一个新的状态。下图就是TCP的有限状态机。

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    图5 TCP有限状态转移图

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  • 常用互联网协议之TCP/IP协议

    千次阅读 2019-03-26 11:38:11
    具体点,IP或ICMP、TCP或UDP、TELENT或FTP、以及HTTP等都属于TCP/IP协议,而TCP/IP一词泛指这些协议,有时称它们为TCP/IP为网际协议族/TCP/IP协议族 如下图所示: 二、TCP/IP协议分层模型 1、TCP/IP与OSI...

    一、TCP/IP的标准化

    1、TCP/IP的含义

    一般来说,TCP/IP是利用IP进行通信时所必须用到的协议群的统称。

    具体点,IP或ICMP、TCP或UDP、TELENT或FTP、以及HTTP等都属于TCP/IP协议,而TCP/IP一词泛指这些协议,有时称它们为TCP/IP为网际协议族/TCP/IP协议族

    如下图所示:

     

    二、TCP/IP协议分层模型

    1、TCP/IP与OSI参考模型

      各层之间的作用:

          

    下面是从网络上找到的TCP/IP通信数据流

                                                 

     

    2、HTTP 关系密切的协议 : IP、TCP 和 DNS

        IP协议:IP(Internet protocol),这里的IP不是值得我们通常所说的192.168.1.1.这个IP指的是一种协议,而后面的数字值得是IP地址。IP协议的作用在于把各种数据包准确无误的传递给对方,其中两个重要的条件是IP地址,和MAC地址(Media Access Control Address)。由于IP地址是稀有资源,不可能每个人都拥有一个IP地址,所以我们通常的IP地址是路由器给我们生成的IP地址,路由器里面会记录我们的MAC地址。而MAC地址是全球唯一的,除去人为因素外不可能重复。举一个现实生活中的例子,IP地址就如同是我们居住小区的地址,而MAC地址就是我们住的那栋楼那个房间那个人。关于MAC地址,如果我没讲清楚,可点击连接,查看百度。以下内容摘抄自《图解HTTP》

       使用 ARP 协议凭借 MAC 地址进行通信

       IP 间的通信依赖 MAC 地址。在网络上,通信的双方在同一局域网(LAN)内的情况是很少的,通常是经过多台计算机和网络设备中转才能连接到对方。而在进行中转时,会利用下一站中转设备的 MAC 地址来搜索下一个中转目标。这时,会采用 ARP 协议(Address Resolution Protocol)。ARP 是一种用以解析地址的协议,根据通信方的 IP 地址就可以反查出对应的 MAC 地址

        感兴趣的可以参考ARP协议(Address Resolution Protocol),题外话,从文档上来看,百度百科要比维基百科介绍的好的多。

     你向另外一台电脑发送一条信息,怎么再茫茫人海中瞬间找到对方,以下是图示:

       

                

     

    TCP协议:如果说IP协议是找到对方的详细地址。那么TCP协议就是把安全的把东西带给对方。各有分工,互不冲突。

          按层次分,TCP属于传输层,提供可靠的字节流服务。什么叫字节流服务呢?这个名字听起来让人不知所以然,下面听下我通俗的解释。所谓的字节流,其实就类似于信息切割。比如你是一个卖自行车的,你要去送货。安装好的自行车,太过庞大,又不稳定,容易损伤。不如直接把自行车拆开来,每个零件上都贴上收货人的姓名。最后送到后按照把属于同一个人的自行车再组装起来,这个拆解、运输、拼装的过程其实就是TCP字节流的过程。

         我们看下严谨的学术表达是怎样的:

         所谓的字节流服务(Byte Stream Service)是指,为了方便传输,将大块数据分割成以报文段(segment)为单位的数据包进行管理。而可靠的传输服务是指,能够把数据准确可靠地传给对方。一言以蔽之,TCP 协议为了更容易传送大数据才把数据分割,而且 TCP 协议能够确认数据最终是否送达到对方。

         为了确保信息能够确保准确无误的到达,TCP采用了著名的三次握手策略(three-way handshaking).下面我写一段对话来模拟下这三次握手。

         

    DNS:DNS(Domain names System) 和HTTP协议一样是处于应用层的服务,提供域名到IP地址之间的解析服务。

    互联网之间是通过IP地址通信的,但是IP地址并不符合认得记忆习惯,人喜欢记忆有意义的字词。所以DNS服务就为了解决这个问题而生了。其实很好理解,形如我们电脑中host文件。

    192.168.1.11       roverliang.com  

    当我们访问roverliang.com 的时候,电脑便不会去外网服务器上查询了,直接去访问192.168.1.111。这是一个简单的域名劫持,足以说明DNS的涵义了。

    下面是我们访问一个网页,各种协议在里面起的作用。

    原始出处,不详,检索多篇后,自认为写的不错的文章,本文略作注解,方便大家阅读和理解,希望能够在原作的基础上更好地帮助大家。

    文章转自:https://blog.csdn.net/u010785091/article/details/78791543

     

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  • HTTP协议与TCP/IP协议

    2019-04-19 13:20:00
    OSI 是7层 TCP/IP 协议是 4层。 OIS 包括的层 从底到上依次为 1.物理层 2.数据链路层 3.网络层 4.传输层 5.会话层 6.表示层 7....TCP/IP协议是一个协议集合。TCP/IP协议按照层次分为四层。...HTTP协议就属于TCP/IP协议...

    OSI 是7层         TCP/IP 协议是 4层。

    OIS 包括的层 从底到上依次为 1.物理层 2.数据链路层 3.网络层 4.传输层 5.会话层 6.表示层 7.应用层 
    TCP/IP     1.链路层 2.网络层 3.传输层 4.应用层 

    TCP/IP协议是一个协议集合。TCP/IP协议按照层次分为四层。应用层、传输层、网络层、数据链路层。HTTP协议就属于TCP/IP协议家族中的一员。HTTP协议属于应用层。

    以太网协议属于数据链路层。IP协议属于网络层。TCP\UDP协议属于传输层。

     TCP/IP通信数据流

     IP协议:

    主要的作用是在复杂的网络中寻找合适的传输路径,其中两个重要的条件是IP地址,和MAC地址。

       ARP协议:是一种用以解析地址的协议,根据通信方的 IP 地址就可以反查出对应的 MAC 地址。每一块以太网卡都有一个MAC地址,这个地址是唯一的。ARP协议根据ip地址解析MAC地址。

    TCP协议:

    如果说IP协议是找到对方的详细地址。那么TCP协议就是安全的把东西带给对方。各有分工,互不冲突。也就是TCP协议用来传输数据。所以该协议在传输层。

    TCP协议提供可靠的字节流服务,所谓的字节流服务(Byte Stream Service)是指,为了方便传输,将大块数据分割成以报文段(segment)为单位的数据包进行管理。而可靠的传输服务是指,能够把数据准确可靠地传给对方。

    为了确保信息能够确保准确无误的到达,TCP采用了著名的三次握手策略

    DNS协议:

    DNS协议和HTTP协议一样是处于应用层的服务,提供域名到IP地址之间的解析服务。

    例如:www.baidu.com(域名)   <--->     14.215.177.39(ip地址)   

     

    下面是我们访问一个网页,各种协议在里面起的作用。

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/ldcs/p/10735358.html

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  • 谈到TCP/IP协议栈,我们可能对某些协议比较熟悉,比如在网页数据也就是超文本数据的传输我们所用到的HTTP协议,还有为HTTP协议提供...TCP/IP协议有一个五层的结构,从上到下分别是应用层、传输层、网络层、数据链...

    谈到TCP/IP协议栈,我们可能对某些协议比较熟悉,比如在网页数据也就是超文本数据的传输我们所用到的HTTP协议,还有为HTTP协议提供服务的TCP协议,但是有一些协议我们有用到但可能知道地不是很清楚,比如ARP协议,DHCP协议还有DNS协议等等。

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    我们这篇文章就是为了给大家介绍一些非常重要,但是大家并不是很清楚的协议。

    TCP/IP协议有一个五层的结构,从上到下分别是应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。我们着重介绍一下上面四层。

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    第一个是应用层,应用层本身可以说是用户真正应用的接口,这一层存在很多的协议,比如HTTP协议、FTP协议、DNS协议等。应用层还有一种情况就是用户自己开发程序,然后在自己的程序上写应用,这样也是可以的。在应用层下面,真正负责数据传输的有两种方式,一种是TCP,另一种是UDP。TCP和UDP最简单也最根本的区别就是TCP是确保传输数据的可靠性的,而UDP是没有的。

    然后是网络层,路由器、交换机都是网络层的设备。网络层主要负责的就是网络通讯,是不确保数据的可靠性的。

    数据链路层是依靠物理设备来进行数据传输的,在以太网中数据链路层就是MAC控制器。

    下图是TCP/IP协议栈的封装形式

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    TCP/IP是一个的分层是非常清晰的,在用户层上来讲是不用关心下面的每一层做什么,只需要在上层应用中通过调用某些应用接口的协议的一些标准来实现自己的应用和设计。

    当我的用户数据通过TFTP向其发送的时候,TFTP协议栈会自动添加一个TFTP Header, TFTP是调用UDP来进行数据传输的,所以当它调用UDP函数时,它又会加一个UDP Header. UDP下面是IP层,IP层会加一个IP Header,接下来就是数据链路层和物理层,又会加入Ethernet Header和Ethernet Trailer.

    在TCP/IP协议栈的软件部分,也就是应用层、传输层和网络层都是只加头包的,只有在数据链路层会添加头包和一个尾包

    ARP协议

    我们首先为大家介绍一下ARP协议

    ARP协议的作用是把IP地址和MAC地址对应起来,它处于IP层和数据链路层之间的一个协议。

    我们在做一个应用设计的时候只知道IP地址,下面举一个例子来说明为什么需要有ARP协议。

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    我们需要一个动态的映射,把IP地址192.168.0.10和MAC地址02-00-00-00-00-00对应起来,使它们都可以找到对方。

    我们通过一个简单的模型来进行说明。我们这里有一块STM32的开发板和一台电脑

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    对STM32的开发板设置IP有两种方式,一种是静态设置的,也就是192.168.0.10;还有一种是DHCP服务器分配出来的,就是192.168.0.x,MAC地址是02-00-00-00-00-00。电脑的IP地址是192.168.0.11,MAC地址是Dell_8c:fb:d1。

    首先电脑发送了一个广播包,询问谁知道192.168.0.10,请告诉192.168.0.11(也就是电脑自己)。发送广播包的原因是刚开始不知道192.168.0.10是谁,所以只能网段的所有人发送一个广播包,如果在网段中存在192.168.0.10,那它就会给电脑反馈,告诉电脑它就是192.168.0.10,并且告诉电脑它的MAC地址。

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    我们来总结一些ARP协议的过程

    整个ARP协议中,当我拿到一个IP地址的时候我并不知道它的MAC地址,因此需要通过ARP的查询来问一下,发送一个广播包来寻找IP地址对应的MAC地址是什么,如果网段内存在这个IP地址,那它在收到广播包后就会回应并把MAC地址反馈回去。

    ICMP协议

    ICMP协议实际上也是属于网络层的一个协议,它的工作方式是我发送一个序列,对方再把这个序列发送回来,我看发送和接收的序列是不是相同来判断传输是不是正常,同时ICMP还提供了许多错误信息。

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    ICMP协议本身是为了诊断、控制在IP层的问题,其中最重要的就是诊断,通过ICMP可以诊断出IP层发生哪些网络传输的问题。

    ICMP包含两部分,一部分是交互式查询信息,另一部分是错误信息,这些信息有些可能是通过用户自己发出去的,也有可能是协议栈自己产生的。

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    ICMP 错误信息有很多种,我们选其中比较常见的两种说一下,一种是目的地不可达,另一种是超时。超时的原因最可能是别人已经有了回复,但是只是超了时,超时的情况有好几种,比如网络驱动程序不好、当时的CPU很忙、网线情况不理想等。目的地不可达可能是由于网络没有搭建通。

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    DHCP协议

    在它之前有一种功能跟它很相似的协议叫做BOOTP协议,这两种协议的功能几乎是一致的,目的都是请求一个IP地址。DHCP是通过UDP的客户端和服务器模型设计的一个协议,这个协议的目的就是为了动态获得IP地址,这个地址的分配和管理是由DHCP的server来管理的,我们要想去向HCP server请求租用一个IP地址,还需要一个DHCP的客户端,通过客户端和服务器的交互信息,就可以得到一个动态的可以使用的IP地址。

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    我们通过一个例子来说明DHCP的使用

    首先我们必须在电脑上设置一个DHCP服务器,关于这一点有很多软件已经实现了,比较好用的是Tftpd32,这个软件可以开设一个DHCP server。我们把192.168.0.11设置成DHCP server,STM32评估板的MAC地址是02:00:00:00:00:00,给它分配的IP地址是192.168.0.2。那为什么给它分配这个地址呢?我们在设置DHCP server的时候,IP分配的起始地址是192.168.0.1,这个地址一般都是应用给网关的,最常见的网关就是路由器,当给新的DHCP客户端分配IP地址的时候是按顺序来的。但是我们说了,DHCP是一种租用IP的协议,也就是租期一到就要还,一般的DHCP服务器提供租期的时间是六个小时,也就是六个小时之后就会进行DHCP租期的更新。在租期到了的时候,如果想续租,那租用的IP地址很可能和原来的IP地址是一样的,这就是为了方便客户端进行一些处理,也为了能更好地管理网络。

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    DNS协议

    DNS协议是一种应用层协议,这个协议最有趣的地方是它用了传输层的两种协议,既用了TCP协议,又用了UDP协议。

    我们一般在浏览器中敲击的是域名,比如我们想查询ST官网的一些内容,我们会敲击www.st.com。其实我们要找到www.st.com是路由器通过查询ST官方网址的IP地址来得到的,也就是必须把www.st.com转为一个IP地址,但是让用户记住IP地址是很困难的,因此我们需要域名解析协议把www.st.com转化成一个IP地址。

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    我们看一下DNS的具体实现,它是向DNS server询问哪里是www.st.com,DNS也是基于UDP、TCP的客户端服务器模型来设计的一个协议。

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空空如也

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ip协议属于tcp