TCP/IP 协议簇学习

 

作为一个传输层的协议，TCP/IP 协议在系统中是封装好了的，不需要自己来实现它的功能

Socket(String host, int port, boolean stream) 

          已过时。 使用 DatagramSocket 取代 UDP 传输。

          tcp为流，udp不是流？

网络接口层(物理层-数据链路层)--网络层--传输层(TCP)--应用层(会话层-表示层-应用层)

底层数据wrap高层数据

        物理层是定义物理介质的各种特性： 1、机械特性，2、电子特性，3、功能特性，4、规程特性。

        数据链路层是负责接收IP数据报并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报，交给IP层。如Ethernet 802.3

 

网络层

　　负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。 　　

                一、处理来自传输层的分组发送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网络接口。 　　

                二、处理输入数据报：首先检查其合法性，然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机，则去掉报头，将剩下部分交给适当的传输协议；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数据报。 　　

                三、处理路径、流控、拥塞等问题。 　　

                        网络层包括：IP(Internet Protocol)协议、ICMP(Internet Control Message Protocol) 　　

                        控制报文协议、ARP(Address Resolution Protocol)地址转换协议、RARP(Reverse ARP)反向地址转换协议。 　　

                        IP是网络层的核心，通过路由选择将下一跳IP封装后交给接口层。IP数据报是无连接服务。 　　

                        ICMP是网络层的补充，可以回送报文。用来检测网络是否通畅。 Ping命令就是发送ICMP的echo包。 　　

                        ARP是正向地址解析协议，通过已知的IP，寻找对应主机的MAC地址。 　　

                        RARP是反向地址解析协议，通过MAC地址确定IP地址。比如无盘工作站和DHCP服务。

传输层

　　提供应用程序间的通信。其功能包括：

                一、格式化信息流；

                二、提供可靠传输。为实现后者，传输层协议规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新发送。 　　

                传输层协议主要是：传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)和用户数据报协议UDP(User Datagram protocol)。

应用层

　　向用户提供一组常用的应用程序，比如文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端 TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，RIP，Telnet 

 

应用层 文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端 TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，RIP，Telnet 

表示层 数据格式化，代码转换，数据加密， TCP/IP协议族没有协议 

会话层 解除或建立与别的接点的联系，TCP/IP协议族 没有协议 

传输层 提供端对端的接口 TCP，UDP 

网络层 为数据包选择路由 IP，ICMP，OSPF，BGP，IGMP，ARP，RARP  

数据链路层 传输有地址的帧以及错误检测功能 SLIP，CSLIP，PPP，MTU，ARP，RARP 

物理层 以二进制数据形式在物理媒体上传输数据 ISO2110，IEEE802，IEEE802.2 

 

数据格式

　　数据帧：帧头+IP数据包+帧尾 (帧头包括源和目标主机MAC地址及类型,帧尾是校验字) 　　

        IP数据包：IP头部+TCP数据信息(IP头包括源和目标主机IP地址、类型、生存期等) 　　

        TCP数据信息：TCP头部+实际数据 (TCP头包括源和目标主机端口号、顺序号、确认号、校验字等)

 

1.IP

　　IP层接收网络接口层（如以太网设备驱动程序）的数据包，并把该数据包发送到TCP或UDP层；IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。

        IP数据包是不可靠的，没有确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址（源地址）和接收它的主机的地址（目的地址）。 　　

        高层的TCP和UDP服务在接收数据包时，通常假设包中的源地址是有效的。（可以假冒？）

    0                   1                   2                   3
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |Version|  IHL  |Type of Service|          Total Length         |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |         Identification        |Flags|      Fragment Offset    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |  Time to Live |    Protocol   |         Header Checksum       |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                       Source Address                          |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                    Destination Address                        |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                    Options                    |    Padding    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

2.TCP

　　TCP是面向连接的通信协议，通过三次握手建立连接，通讯时完成时要拆除连接，由于TCP是面向连接的所以只能用于点对点的通讯。 　　

        TCP采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。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，用以限制发送方的发送速度。 TCP接受到IP数据包后，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，而损坏的包可以被重传。 　　

        面向连接的服务（例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它们使用了TCP。

  0 1 2 3

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |          Source Port          |       Destination Port        |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                        Sequence Number                        |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                    Acknowledgment Number                      |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |  Data |           |U|A|P|R|S|F|                               |
   | Offset| Reserved  |R|C|S|S|Y|I|            Window             |
   |       |           |G|K|H|T|N|N|                               |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |           Checksum            |         Urgent Pointer        |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                    Options                    |    Padding    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                             data                              |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

3.UDP

　　UDP是面向无连接的通讯协议，由于通讯不需要连接，所以可以实现广播发送。 　　

        UDP通讯时不需要接收方确认，属于不可靠的传输，可能会出丢包现象，实际应用中要求在程序员编程验证。 　　

        UDP与TCP位于同一层，但它不管数据包的顺序、错误或重发。因此，UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务，UDP主要用于那些面向查询---应答的服务，例如NFS。相对于FTP或Telnet，这些服务需要交换的信息量较小。使用UDP的服务包括NTP（网络时间协议）和DNS（DNS也使用TCP）。 　　欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易，因为UDP没有建立初始化连接（也可以称为握手）（因为在两个系统间没有虚电路），也就是说，与UDP相关的服务面临着更大的危险。

4.ICMP

　　ICMP与IP位于同一层，它被用来传送IP的的控制信息。它主要是用来提供有关通向目的地址的路径信息。