TCP/IP協議族學習筆記

了解TCP/IP協議族，需要先學習OSI七層模型

OSI七層參考模型

OSI參考模型（OSI）的全稱是開放系統互連參考模型（Open System Interconnection Reference Model），它是由國際標準化組織ISO提出的一個網絡系統互連模型。它是網絡技術的基礎，也是分析、評判各種網絡技術的依據。

• 應用層(Application Layer) 直接面向用戶的一層，該層提供的應用程序和網絡之間的接口，向用戶提供服務。例如：http、https、FTP、SMTP、POP3、TELNET、SSH等。

  1. HTTP協議：（HyperText Transfer Protocol，超文本傳輸協議）是互聯網上應用最為廣泛的一種網絡協議，所有的3w文件都必須遵循這個標準。

  2. FTP協議：（File Transfer Protocol，文件傳輸協議）用于網絡上控制文件的雙向傳輸，為server/client模式。

  3. SMTP協議：（Simple Mail Transfer Protocol，簡單郵件傳輸協議）是一組用于郵件由源地址到目的地址傳輸的規則，控制郵件的中轉方式。

  4. POP3協議：（Post Office Protocol-version3，郵局協議版本3）主要用于支持遠程客戶端管理服務器上的電子郵件。

• 表示層(Presentation Layer) 處理來自應用層的數據和命令，主要解決用戶信息的語法表示問題；例如加密解密、轉換翻譯、壓縮解壓縮。

• 會話層(Session Layer) 用于不同機器上的用戶之間建立會話及管理會話。

• 傳輸層(Transfer Layer) 負責接收上一層的數據，在必要的時候把數據進行分割，并將這些數據交給網絡層，并保證數據的有效到達，傳輸層協議包括TCP、UDP、SPX等。

• 網絡層(Network Layer) 用于控制子網的運行，如邏輯編址、分組傳輸、路由選擇。網絡層協議包括IP、RIP、OSPF等。

• 數據鏈路層(Datalink Layer) 負責物理尋址，同時將原始比特流變為邏輯傳輸線路。數據鏈路層協議的代表包括STP、PPP、HDLC協議。

• 物理層(Physical Layer) 為傳輸數據提供所需要的物理設備。包括了針腳、電壓、線纜規范、集線器、中繼器、網卡、主機適配器等

TCP/IP協議族及TCP/IP四層模型

TCP/IP協議族是一個網絡通訊模型，以及一整個網絡傳輸協議家族，為互聯網的基礎通訊架構。因為這個協議家族的兩個核心協議，包括TCP(傳輸控制協議)和IP(網際協議)，為這個家族中最早通過的標準。

TCP/IP參考模型分為四層，從上到下分別是：應用層、傳輸層、網絡互連層、網絡接口層。

• 應用層
  主要面向用戶的交互層

  • 對應OSI模型為：應用層/表示層/會話層
  • 協議：HTTP、FTP、TFTP、SMIP、SNMP、DNS

• 傳輸層
  主要為兩臺主機上的應用程序提供端到端的通信。在TCP/IP協議族中，有兩個互不相同的傳輸協議：TCP(傳輸控制協議)和UDP(用戶數據報協議)。下面會進行詳解

  • 對應OSI模型為：傳輸層
  • 協議：TCP(傳輸控制協議)和UDP(用戶數據報協議)

• 網絡層
  處理分組在網絡中的活動，進行數據包裝、尋址、路由和交換錯誤報文
  主要包括IP協議，IP協議是網絡層上的主要協議。IP協議是不可靠的、無連接的。它僅提供最好的傳輸服務，必須有上層協議提供可靠性。不可靠是指它不保證IP數據成功的到達目的地。

  • 對應OSI模型為：網絡層
  • 協議：ICMP、IGMP、IP

• 鏈路層
  有時也稱作網絡接口層，通常包括操作系統中的設備驅動程序和計算機中對應的網絡接口卡。它們一起處理與電纜（或其他任何傳輸媒介）的物理接口細節。

  • 對應OSI模型為：數據鏈路層/物理層
  • 協議：底層網絡協議,如ARP、RARP、IEEE 802.2

可以用一張圖將OSI模型和TCP/IP模型對應起來

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TCP傳輸控制協議

傳輸控制協議(Transmission Control Protocol)是一種面向連接的、可靠的、基于字節流的傳輸層通信協議

• TCP首部，最小為20字節

  
  
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• TCP通過"三次握手"建立連接。客戶端發送請求建立連接；服務器收到請求，發送同意并請求與客戶端建立連接；客戶端收到請求，發送同意與服務器建立連接。

• TCP"四次握手"斷開連接。客戶端發送斷開請求；服務器收到請求，發送同意斷開連接的請求；服務器發送請求斷開連接；客戶端收到，發送同意斷開連接。

  
  
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UDP用戶數據報協議

用戶數據報協議(User Datagram Protocol)又稱使用者資料包協定，是一個簡單的面向數據報的傳輸層協議,UDP為網絡層以上和應用層以下提供了一個簡單的接口。UDP的傳遞是不可靠的

• UDP首部

  
  
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小記

TCP/IP協議族是計算機網絡基礎知識，是前端開發重要的前置技能

參考資料

• OSI七層模型詳解