TCP/IP协议概述

　　1.1 OSI参考模型及TCP/IP参考模型

　　读者一定都听说过着名的OSI 协议参考模型,它是基于国际标准化组织（ISO）的建议发展起来的,从上到下共分为7 层：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层及物理层.这个7 层的协议模型虽然规定得非常细致和完善,但在实际中却得不到广泛的应用,其重要的原因之一就在于它过于复杂.但它仍是此后很多协议模型的基础,这种分层架构的思想在很多领域都得到了广泛的应用.

　　与此相区别的TCP/IP 协议模型从一开始就遵循简单明确的设计思路,它将TCP/IP 的7层协议模型简化为4层,从而更有利于实现和使用.TCP/IP的协议参考模型和OSI协议参考模型的对应关系如下图所示.

　　下面分别对者TCP/IP的4层模型进行简要介绍.

　　网络接口层：负责将二进制流转换为数据帧,并进行数据帧的发送和接收.要注意的是数据帧是独立的网络信息传输单元.

　　网络层：负责将数据帧封装成IP数据报,并运行必要的路由算法.

　　传输层：负责端对端之间的通信会话连接与建立.传输协议的选择根据数据传输方式而定.

　　应用层：负责应用程序的网络访问,这里通过端口号来识别各个不同的进程.

　　1.2 TCP/IP协议族

　　虽然 TCP/IP 名称只包含了两个协议,但实际上,TCP/IP 是一个庞大的协议族,它包括了各个层次上的众多协议,图列举了各层中一些重要的协议,并给出了各个协议在不同层次中所处的位置如下.

　　ARP：用于获得同一物理网络中的硬件主机地址.

　　MPLS：多协议标签协议,是很有发展前景的下一代网络协议.

　　IP：负责在主机和网络之间寻址和路由数据包.

　　ICMP：用于发送报告有关数据包的传送错误的协议.

　　IGMP：被IP主机用来向本地多路广播路由器报告主机组成员的协议.

　　TCP：为应用程序提供可靠的通信连接.适合于一次传输大批数据的情况.并适用于要求得到响应的应用程序.

　　UDP：提供了无连接通信,且不对传送包进行可靠的保证.适合于一次传输少量数据,可靠性则由应用层来负责. 拥有帝国一切，皆有可能。欢迎访问phome.net

　　1.2.1 TCP和UDP

　　在此主要介绍在网络编程中涉及到的传输层TCP和UDP协议.

　　1．TCP

　　（1）概述

　　同其他任何协议栈一样,TCP向相邻的高层提供服务.TCP的上一层就是应用层,因此,TCP数据传输实现了从一个应用程序到另一个应用程序的数据传递.应用程序通过编程调用TCP 并使用TCP 服务,提供需要准备发送的数据,用来区分接收数据应用的目的地址和端口号.通常应用程序通过打开一个socket 来使用TCP 服务,TCP 管理到其他socket 的数据传递.可以说,通过IP的源/目的可以惟一地区分网络中两个设备的关联,通过socket的源/目的可以惟一地区分网络中两个应用程序的关联.

　　（2）三次握手协议

　　TCP对话通过三次握手来初始化的.三次握手的目的是使数据段的发送和接收同步,告诉其他主机其一次可接收的数据量,并建立虚连接.下面描述了这三次握手的简单过程.

　　初始化主机通过一个同步标志置位的数据段发出会话请求.

　　接收主机通过发回具有以下项目的数据段表示回复：同步标志置位、即将发送的数据段的起始字节的顺序号、应答并带有将收到的下一个数据段的字节顺序号.

　　请求主机再回送一个数据段,并带有确认顺序号和确认号.

　　图 10.3 就是这个流程的简单示意图.

　　TCP实体所采用的基本协议是滑动窗口协议.当发送方传送一个数据报时,它将启动计时器.当该数据报到达目的地后,接收方的TCP实体向回发送一个数据报,其中包含有一个确认序号,它意思是希望收到的下一个数据报的顺序号.如果发送方的定时器在确认信息到达之前超时,那么发送方会重发该数据报.

　　（3）TCP数据报头

　　图 10.4 给出了TCP数据报头的格式.

　　TCP数

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