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TCP/IP模型?

TCP/IP協議模型(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)，包含了一系列構成互聯網基礎的網絡協議，是Internet的核心協議。

TCP/IP協議族按照層次由上到下，層層包裝。最上面的是應用層，這里面有http，ftp等我們熟悉的協議。而第二層則是傳輸層，TCP和UDP協議就在這個層次。第三層是網絡層，IP協議就在這里，它負責對數據加上IP地址和其他的數據以確定傳輸的目標。第四層是網絡接口層(數據鏈路層)，這個層次為待傳送的數據加入一個以太網協議頭，并進行CRC編碼，為最后的數據傳輸做準備。

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網絡接口層?

物理層負責0、1 bit流與物理設備電壓高低、光的閃滅之間的互換。數據鏈路層負責將0、1序列劃分為數據幀從一個節點傳輸到臨近的另一個節點,這些節點是通過MAC來唯一標識的(MAC,物理地址，一個主機會有一個MAC地址)。

• 封裝成幀: 把網絡層數據報加頭和尾，封裝成幀,幀頭中包括源MAC地址和目的MAC地址。

• 透明傳輸: 0bit填充轉義字符。

• 可靠傳輸: 在出錯率很低的鏈路上很少用，但是無線鏈路WLAN會保證可靠傳輸。

• 差錯檢測(CRC):接收者檢測錯誤,如果發現差錯，丟棄該幀。

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網絡層?

1.?IP協議

IP協議是TCP/IP協議的核心，所有的TCP，UDP，IMCP，IGMP的數據都以IP數據格式傳輸。要注意的是，IP不是可靠的協議，這是說，IP協議沒有提供一種數據未傳達以后的處理機制，這被認為是上層協議：TCP或UDP要做的事情。

在數據鏈路層中我們一般通過MAC地址來識別不同的節點，而在IP層(網絡層)我們也要有一個類似的地址標識，這就是IP地址。

32位IP地址分為網絡位和地址位，這樣做可以減少路由器中路由表記錄的數目，有了網絡地址，就可以限定擁有相同網絡地址的終端都在同一個范圍內，那么路由表只需要維護一條這個網絡地址的方向，就可以找到相應的這些終端了。

A類IP地址:0.0.0.0~127.0.0.0B類IP地址:128.0.0.1~191.255.0.0C類IP地址:192.168.0.0~239.255.255.0

2.ARP及RARP協議

ARP 是根據IP地址獲取MAC地址的一種協議。

ARP(地址解析)協議是一種解析協議，本來主機是完全不知道這個IP對應的是哪個主機的哪個接口，當主機要發送一個IP包的時候，會首先查一下自己的ARP高速緩存(就是一個IP-MAC地址對應表緩存)。

如果查詢的IP－MAC值對不存在，那么主機就向網絡發送一個ARP協議廣播包，這個廣播包里面就有待查詢的IP地址，而直接收到這份廣播的包的所有主機都會查詢自己的IP地址，如果收到廣播包的某一個主機發現自己符合條件，那么就準備好一個包含自己的MAC地址的ARP包傳送給發送ARP廣播的主機。

而廣播主機拿到ARP包后會更新自己的ARP緩存(就是存放IP-MAC對應表的地方)。發送廣播的主機就會用新的ARP緩存數據準備好數據鏈路層的的數據包發送工作。

RARP協議的工作與此相反，不做贅述。

3. ICMP協議

IP協議并不是一個可靠的協議，它不保證數據被送達，那么，自然的，保證數據送達的工作應該由其他的模塊來完成。其中一個重要的模塊就是ICMP(網絡控制報文)協議。ICMP不是高層協議，而是IP層的協議。

當傳送IP數據包發生錯誤。比如主機不可達，路由不可達等等，ICMP協議將會把錯誤信息封包，然后傳送回給主機。給主機一個處理錯誤的機會，這 也就是為什么說建立在IP層以上的協議是可能做到安全的原因。

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ping?

ping可以說是ICMP的最著名的應用，是TCP/IP協議的一部分。利用“ping”命令可以檢查網絡是否連通，可以很好地幫助我們分析和判定網絡故障。

ping利用ICMP協議包來偵測另一個主機是否可達。原理是用類型碼為0的ICMP發請求，收到請求的主機則用類型碼為8的ICMP回應。

ping程序用來計算間隔時間，并計算有多少個包被送達。用戶就可以判斷網絡大致的情況。我們可以看到， ping給出來了傳送的時間和TTL的數據。

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TCP/UDP?

TCP/UDP都是是傳輸層協議，但是兩者具有不同的特性，同時也具有不同的應用場景。

1. UDP(面向報文)

面向報文的傳輸方式是應用層交給UDP多長的報文，UDP就照樣發送，即一次發送一個報文。因此，應用程序必須選擇合適大小的報文。若報文太長，則IP層需要分片，降低效率。若太短，會是IP太小。

2. TCP(面向字節流)

面向字節流的話，雖然應用程序和TCP的交互是一次一個數據塊(大小不等)，但TCP把應用程序看成是一連串的無結構的字節流。TCP有一個緩沖，當應用程序傳送的數據塊太長，TCP就可以把它劃分短一些再傳送。

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TCP連接的建立和終止?

1.?三次握手

TCP是面向連接的，無論哪一方向另一方發送數據之前，都必須先在雙方之間建立一條連接。在TCP/IP協議中，TCP協議提供可靠的連接服務，連接是通過三次握手進行初始化的。三次握手的目的是同步連接雙方的序列號和確認號并交換 TCP窗口大小信息。

第一次握手：?建立連接。客戶端發送連接請求報文段，將SYN位置為1，Sequence Number 為x；然后，客戶端進入SYN_SEND狀態，等待服務器的確認；

第二次握手：?服務器收到SYN報文段。服務器收到客戶端的SYN報文段，需要對這個SYN報文段進行確認，設置Acknowledgment Number 為x+1(Sequence Number+1)；同時，自己還要發送SYN請求信息，將SYN位置為1，Sequence Number為y；服務器端將上述所有信息放到一個報文段(即SYN+ACK報文段)中，一并發送給客戶端，此時服務器進入SYN_RECV狀態；

第三次握手：?客戶端收到服務器的SYN+ACK報文段。然后將Acknowledgment Number設置為y+1，向服務器發送ACK報文段，這個報文段發送完畢以后，客戶端和服務器端都進入ESTABLISHED狀態，完成TCP三次握手。

2.四次揮手

當客戶端和服務器通過三次握手建立了TCP連接以后，當數據傳送完畢，肯定是要斷開TCP連接的啊。那對于TCP的斷開連接，這里就有了神秘的“四次分手”。

第一次分手：?主機1(可以是客戶端，也可以是服務器端)，設置Sequence Number，向主機2發送一個FIN報文段；此時，主機1進入FIN_WAIT_1狀態；這表示主機1沒有數據要發送給主機2了；

第二次分手：?主機2收到了主機1發送的FIN報文段，向主機1回一個ACK報文段，Acknowledgment Number為Sequence Number加1；主機1進入FIN_WAIT_2狀態；主機2告訴主機1，我“同意”你的關閉請求；

第三次分手：?主機2向主機1發送FIN報文段，請求關閉連接，同時主機2進入LAST_ACK狀態；

第四次分手：?主機1收到主機2發送的FIN報文段，向主機2發送ACK報文段，然后主機1進入TIME_WAIT狀態；主機2收到主機1的ACK報文段以后，就關閉連接；此時，主機1等待2MSL后依然沒有收到回復，則證明Server端已正常關閉，那好，主機1也可以關閉連接了。

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TCP流量控制?

如果發送方把數據發送得過快，接收方可能會來不及接收，這就會造成數據的丟失。所謂流量控制就是讓發送方的發送速率不要太快，要讓接收方來得及接收。

利用滑動窗口機制可以很方便地在TCP連接上實現對發送方的流量控制。

當發送方收到接受窗口 win = 0 時，這時發送方停止發送報文，并且同時開啟一個定時器，每隔一段時間就發個測試報文去詢問接收方，打聽是否可以繼續發送數據了，如果可以，接收方就告訴他此時接受窗口的大小；如果接受窗口大小還是為0，則發送方再次刷新啟動定時器。

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總結

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