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深入讲解TCP/IP协议

2018-05-17 08:00 星期四 所属: 大数据教程 浏览:531

  TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的简写,中译名为传输控制协议/因特网互联协议,又名网络通讯协议,是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础,由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP定义了电子设备如何连入因特网,以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。通俗而言:TCP负责发现传输的问题,一有问题就发出信号,要求重新传输,直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。

1、什么是TCP/IP

  如果要了解一个人,可以从他归属的集体聊起来。我们的HTTP协议就属于TCP/IP协议家族中的一员,了解HTTP协议再整个网络流程中的地位,也能更加充分的理解HTTP协议。

  要想了解什么是TCP/IP协议,就要知道为什么有这个协议。中国人和中国人说话,要遵循汉语的的语法结构,使用汉语的发音。当我们和外国人交流时,就要适用外国的语言了,遵循外国的语法机构和发音。其实这就是一种协议,只不过我们称之为语言。计算机再这方面体现的更为直观,两台机器之间该如何通信呢,就需要制定各种各样的协议了。例如:文件传输适用TCP协议。域名系统适用DNS协议。有了些协议的存在,各种数据流按照规则传输,计算机之间得意通信。

  TCP/IP协议是一个协议集合。大家叫的时候方便说,所以统称为TCP/IP。TCP/IP协议族中有一个重要的概念是分层,TCP/IP协议按照层次分为以下四层。应用层、传输层、网络层、数据链路层。为什么要分层?这就如同邓小平1978年的大包干,责任到人。一个层只负责一个层次的问题,如果出问题了,和其他的层次无关,只要维护这个层次也就好了。其实编程语言里也能体现这个分层理论,即封转性、隔离。这里不再延伸细谈。下面我是制作的一个简图。

简单认识TCP/IP协议_IP协议_互联网技术_网络工程师_课课家教育

  下面是从网络上找到的TCP/IP通信数据流

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(Internetprotocol),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(MediaAccessControlAddress)。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(AddressResolutionProtocol)。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(AddressResolutionProtocol),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:

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(AddressResolutionProtocol)。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

  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。

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  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(ByteStreamService)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。

  TCP/IP协议网络层

  负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。

  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。

  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。

  处理路径、流控、拥塞等问题。

  网络层包括:IP(InternetProtocol)协议、ICMP(InternetControlMessageProtocol)

  控制报文协议、ARP(AddressResolutionProtocol)地址转换协议、RARP(ReverseARP)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条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,通过回送的echorelay进行网络测试。

  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-wayhandshaking).下面我写一段对话来模拟下这三次握手。

所谓的字节流服务(ByteStreamService)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。

  DNS:DNS(DomainnamesSystem)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。

  192.168.1.11roverliang.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。

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。

  协议重置

  如果需要重新安装TCP/IP以使TCP/IP堆栈恢复为原始状态。可以使用NetShell实用程序重置TCP/IP堆栈,使其恢复到初次安装操作系统时的状态。具体操作如下:

  1.单击开始–>运行,输入”CMD”后单击”确定”;

  2.在命令行模式输入命令

  netshintipresetC:\resetlog.txt

  (其中,Resetlog.txt记录命令结果的日志文件,一定要指定,这里指定了Resetlog.txt日志文件及完整路径。)

  运行结果可以查看C:\resetlog.txt

  运行此命令的结果与删除并重新安装TCP/IP协议的效果相同。

  注意

  本操作具有一定的风险性,请在操作前备份重要数据,并根据操作熟练度酌情使用。

想了解更多详细内容,尽在课课家教育,我们期待您的咨询!

 

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