TCP基础讲解.docx
《TCP基础讲解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《TCP基础讲解.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
TCP基础讲解
TCP/IP讲座基础篇
（一）
2005年01月13日17:
25:
31
1：
1层，2层，3层？
这篇文章主要是面向自学TCP/IP的读者的.因为市面上讲解计算机网络的书虽然非常多，但是个人认为没有一本可以做到深入浅出的.都是照搬某些权威书籍中的概念，使得很多读者读了之后还是没有具体概念.希望我写的东西可以让大家有个具体概念，而不是只停留在能够背出官方的，严谨的，深奥的概念.
由于本人水平有限，如果你在文章中发现了错误，请立即和我联系.我会尽快修改.TCP/IP基础讲座-1：
1层，2层，3层？
读过关于网络的课程的，都知道ISO-OSI7层协议这个名词，许多书籍都会具体的画出那幅图，然后标注上物理层，数据链路层，网络层等等.背的大家要死.但是却又不知道具体这些层次干吗用的勒？
其实在互联网中，由于实际使用的是TCP/IP模型，也就是DOD模型（现在不知道没关系，后面会说）.所以7层模型在现实网络环境中只是一个理论上，学究派的东西.这个模型中，我们真正关心的是下面的3层.1.物理层.哦.是的.这个名词还算容易了解.网卡还有那些网线构成了这一层.那些在网线中传播的二进制数据流是这层的具体表象.也就是说，这一层上面没有什么协议（不是很精确的说法，但是你可以这么理解）.有的都是电流而已.我们把两台机器用网线连起来.或者用HUB把机器都连起来，这些工作就是物理层的工作.
有2个设备属于物理层的，一个是中继器，一个是HUB.大家知道.物理上面的连线距离一长就会产生电信号的衰减.为了重新加强这个信号，我们就需要在一定距离之后加上一个信号放大器，这就是中继器（repeater）
恩...这个比较容易理解.repeater就是连接在2根网线之间的么.没有做任何处理.所以只是一个物理设备.属于1层的.
那么集线器（HUB）呢？
这个怎么会是在1层？
？
？
似乎非常难以理解.
当我说出HUB的本质，大家就能够清楚了解了
HUB的本质其实只是一个多口中继器（MULTIPORTREPEATER）.啊...这样大家能够理解了.HUB不叫多口中继器其实只是为了销售上面的策略.他的本质就是连接多根网线的一个物理设备.也是不对经过的电信号做任何逻辑处理的.2.数据链路层
欧~这个名词有些别扭了.DATALINK层.英文似乎更加容易理解.
这个层面上面的东西不再是电信号了.而是DATA了.对，既然是DATA就有了逻辑关系了.这个层面上面的基本单位是帧（Frame）.这层和物理层的接触是最紧密的.他是把从网线上面传输的电流转换成0和1的组合.
TCP/IP讲座基础篇
（一）
（2）
2005年01月13日17:
25:
32
物理层只是网卡对网线发出或者接受各种电平信号，那就是说物理层是无法判别电流的来源和目标的.那么把电流打成0和1的帧之后.里面就有逻辑数据了.有了数据，就可以判别数据从何而来，到何处去.所以也就可以真正的形成LINK.
既然可以判别地址，那么地址是按照什么来判别的呢？
那就是最重要的概念之一:
MAC地址
大家肯定都听说过我们的网卡都有MAC地址
有些人可能也知道MAC地址都是唯一的.
对.MAC地址是全球唯一的.也就是说你的网卡虽然便宜.但是他也是世界上独一无二的.
有些人说他可以改MAC.那就不是唯一了.对.虽然可以更改，那只是欺骗上层对封包里面的MAC地址进行改写.你网卡真正的MAC地址是固化的.无法修改的.
我们有了MAC地址了.这样就可以有针对性对所有连接在一起的计算机进行通讯了.是的.我们终于可以在一个局域网内通讯了.
但是有个问题我们前面没有提到.就是既然物理层传输的是电信号.那么如果我有2台机器一起发电信号，信号岂不是混乱了么？
非常正确.这个问题在网络里面成为"碰撞"，所以协议里面规定了如果你需要往外发数据，一定需要先看看电缆里面有没有别的信号.如果没有，那就可以发.如果2者同时发送，检测到碰撞之后2者分别等待一个随机时间，然后重发.这个就是重要的"碰撞检测".
哈.看来问题解决了.不是么.现在整个网络可以正常运行了.
确实如此.但是如果连接在网络上的计算机越来越多，那么碰撞的现象会越来越频繁.这样效率一定很低了.恩.这里还有一个重要概念"冲突域".在同一个物理上连接的网络上的所有设备是属于同一个冲突域的.
接着就需要引入我们的2层设备来分割冲突域了.
网桥（Bridge）就是连接2个不同的物理网络的.主要功能是在2个网络之间转发Frame.因为从实际中我们可以知道.其实很多时候并非整个网络都在相互通讯.最多相互通讯的一组计算机我们可以分在一个小的冲突域内.这样分割以后可以减少冲突域，也就相对的减少了冲突的机会.而之间使用网桥来桥接，由于网桥两边的通讯不是非常频繁，所以使用网桥来为2边作为"代言人".这样任意一个小网络里面产生冲突的机会就少了.
TCP/IP讲座基础篇
（一）（3）
2005年01月13日17:
25:
32
交换机（Switch）是我们最熟悉的设备了，交换机的本质其实就是一个多口网桥（MultiportBridge）.同理可得.交换机的每个口后面都是一个冲突域.我们都说交换机比HUB快，就是因为交换机分割了所有的冲突域.
由于现在交换机非常便宜.所以一般我们都是直接在交换机的口上接计算机.这样每台计算机都是一个独立的冲突域.这样碰撞的问题就没有了.所以速度是比HUB快.
而前面说过.2层设备主要是个转发的功能.交换机的主要功能就是转发包.而不是让所有的冲突域直接物理连接.所以交换机有CPU，有内存，可以对frame进行处理等等.这些也是交换机和HUB的区别.3.网络层
我们前面的一些技术就可以构建出局域网了.有了网络层以后.数据才能够真正的在整个世界间传送
由于伦纳德·博萨卡（LeonardBosack）和姗蒂?
雷纳（SandyLerner）为了解决他们之间的通信问题（关于路由器发明的版本有很多.你听到的别的说法可能比这个说法更准确，但是谁知道呢.呵呵）.路由器被发明用来解决"信息孤岛"问题.而且如果是由SWITCH来构建整个网络，那么整个网络将会有"中心节点"，这样也不符合ARPANET的初衷.所以我们有了这一层.（这样说可能会感觉本末倒置，但是先这么理解吧.）
这一层的基本单元是包（Packet）.所有的包都有一个IP头.啊.听起来很熟悉不是么.IP就是用来在这层上面标识包的来源和目的地址的.
这层的一个主要概念就是"路由"，也就是和switch一样，把包转发到其他的地方.不过有个不同的地方，switch只有知道具体的MAC在哪里的情况下才能够发送给指定的计算机，而路由则不需要知道最终IP所在的计算机在哪个位置，只要知道那个途径可以过去就可以工作.
这3层构建了整个网络的基础.由于TCP/IP模型将最下面2层合并成为一层，所以在TCP/IP里面总共这2层也是整个构架最基础的内容.而网络方面要做的工作也都是针对于这2层做的.
来源：
技术中国
TCP/IP讲座基础篇
（二）
（2）
2005年01月13日17:
29:
55
由于物理层和数据链路层非常密切.所以分为一个.然后上面依次对应,最上面的一大块成为应用层（处理层）
现在我们有了一个可用的实际模型了.不过一般我们在描述某个设备或者协议的时候.还是会使用OSI的模型,比如我们在讨论SWITCH的时候,就会说他是一个2层的设备.而路由器是一个3层的设备,还会有一些特殊的设备,比如3层交换机,4层交换机.这些都是使用OSI模型进行分类的.这点大家不要搞混淆了.
我们一直听说TCP或者UDP.还有什么SMTP.POP3.这些协议到底是在哪一层定义的那?
接下来的一张图会给大家一个非常清晰的概念了（不能算是图拉:
D）.
4.APPLICATION
HTTP,FTP,telnet,SNMP,SMTP,POP3,DNS等等
3.HosttoHost
TCP,UDP
2.internet
ICMP,ARP,RARP,IP
1.NetworkAccess
Ethernet,FastEthernet,TokenRing等等
恩...这下清楚了.让我们从下至上来看看
首先是最下层的.包括了以太网,快速以太网,还有现在的千M以太网等等的协议,这些协议规定了线缆的绞数.连接方式等等物理层的东西.还有底层使用MAC通讯的方式等等.
接下来是IP.ARP这些.IP在OSI模型的时候也说过.通过IP地址.我们在转发包的时候无需知道具体目标机的位置.而路由器自然会根据路由表来转发.最后一站一站的慢慢传递.达到最终目标.而ARP协议就是在IP和MAC之间转换用的.
我在上一章提过,由于有了路由器,IP,整个网络才真正能够覆盖全球.所以这一层叫做internet大家也应该容易记忆了.
TCP/IP讲座基础篇
（二）（3）
2005年01月13日17:
29:
55
WOW.TCP,UDP是我们听说最多的了.他是属于控制网络连接的.在OSI称为Transport.传输层.在DoD内是HosttoHost端对端.意思其实是一样的.就是在在2台计算机之间构建出一个虚拟的通讯通道来.
最上面一层就无穷无尽了.所有的最终应用层的东西都在这里,你甚至可以定义你自己的协议类型.这些都是完全可以的.因为本身这一层就是提供给开发人员自行发挥的.只是上面列举的都经过标准化了.
TCP包头结构
源端口16位
目标端口16位
序列号32位
回应序号32位
TCP头长度4位
reserved6位
控制代码6位
窗口大小16位
偏移量16位
校验和16位
选项32位（可选）
这样我们得出了TCP包头的最小大小.就是20字节.
UDP包头结构
源端口16位
目的端口16位
长度16位
校验和16位
TCP/IP讲座基础篇
（二）（4）
2005年01月13日17:
29:
55
恩...UDP的包小很多.确实如此.因为UDP是非可靠连接.设计初衷就是尽可能快的将数据包发送出去.所以UDP协议显得非常精简.
有一个问题,似乎这些头里面怎么没有IP地址啊.没有IP地址这些包往哪里发送那?
对.你观察的很仔细.TCP和UDP的头里面确实没有任何IP信息.我们回头想一下TCP和UDP是属于DoD的哪一层的?
对了!
是第3层.而IP则位于模型的第二层.也就是他们两者虽然有联系.但是不属于同一层.
模型的一个重要规则就是.当发送端发送一个数据,上一层将数据传往下一层的时候.上一层的包就成为了下一层包的数据部分.
而到接受端接受到数据.下一层将本层的头部信息去掉后交给上一层去处理.
那么我们来看看实际例子:
假使我们通过SMTP协议发送数据AAA到另外一段.那么数据先会被加上SMTP的头.成为[SMTP]AAA.往下发送到TCP层.成为[TCP][SMTP]AAA.再往下送到internet层[IP][TCP][SMTP]AAA.然后成为[MAC][IP][TCP][SMTP]AAA这样通过enternet或者FastEnternet发送到路由器.路由器得到后替换自己的MAC地址上去.传到下一级的路由器.这样经过长途跋涉.最终这个数据流到达目标机.
目标机先从下面一层开始.去掉MAC,成为[IP][TCP][SMTP]AAA往上到IP层,恩,比对后是发送给我这个IP的.去掉,成为[TCP][SMTP]AAA.TCP接到了查看校验和,没错.往上[SMTP]AAA.最后SMTP协议去解释.得到了AAA.
万里长征终于结束.我们也将AAA发送到了目标机.大家也应该明白了为何TCP包头和UDP包头里面没有IP地址那?
因为IP位于他们下面一层.TCP和UDP的包头信息是作为IP包的数据段来传送的.
IP层可不管那许多.他只管他那层的协议,也就是管把从上面层来的数据加上自己的头,传到下面一层.把从下面一层来的数据去掉头.传到上面一层.
每层都是这么干的.完美的契合完成了数据包的最终旅程.
来源：
技术中国
升级会员 