第3章 tcp-ip協(xié)議和ip地址

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1、1.IP協(xié)議2.TCP協(xié)議3.UDP協(xié)議4.IP地址6.IPv6第2章TCP/IP協(xié)議和IP地址5.劃分子網(wǎng)7.勘誤IP協(xié)議定義了IP數(shù)據(jù)報(bào)格式，并且對數(shù)據(jù)報(bào)尋址和路由、數(shù)據(jù)報(bào)分片和重組、差錯控制和處理等做出了具體規(guī)定。IP數(shù)據(jù)報(bào)格式如下圖所示。版本報(bào)頭長度服務(wù)類型數(shù)據(jù)報(bào)長度（字節(jié)）標(biāo)識符標(biāo)志分片偏移量生存時(shí)期上層協(xié)議報(bào)頭校驗(yàn)和源IP地址目的IP地址IP選項(xiàng)填充數(shù)據(jù)（有效載荷）32bit3.1IP協(xié)議版本：給出了該數(shù)據(jù)報(bào)的IP協(xié)議的版本。報(bào)頭長度：由于IPv4數(shù)據(jù)報(bào)可以包含可變數(shù)量的IP選項(xiàng)，所以這4比特用來確定

2、IP數(shù)據(jù)報(bào)中的數(shù)據(jù)的起始位置。大多數(shù)IP數(shù)據(jù)報(bào)不包含IP選項(xiàng)，所以通常的IP數(shù)據(jù)報(bào)都有一個20字節(jié)長度的報(bào)頭。服務(wù)類型（TOS）：服務(wù)類型字段使得不同服務(wù)要求的報(bào)文在傳送過程中可以區(qū)別處理，特別是在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生超載時(shí)。數(shù)據(jù)報(bào)長度：是以字節(jié)為單位的IP數(shù)據(jù)報(bào)的總長度（即報(bào)頭長度+數(shù)據(jù)長度）。數(shù)據(jù)報(bào)一般都小于1500字節(jié)。3.1IP協(xié)議標(biāo)識符、標(biāo)志和分片偏移量：這三個字段與IP分片有關(guān)。生存時(shí)期（TTL）：TTL字段用來保證數(shù)據(jù)報(bào)不會在網(wǎng)絡(luò)中永遠(yuǎn)傳播。當(dāng)每次數(shù)據(jù)報(bào)經(jīng)過一個路由器的處理時(shí)，TTL值就會減少。如果TTL值變?yōu)?/p>

3、0，該數(shù)據(jù)報(bào)就被拋棄。上層協(xié)議：該字段僅僅當(dāng)IP數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)最終目的地時(shí)才被使用，其值給出了本IP數(shù)據(jù)報(bào)中的數(shù)據(jù)部分將被傳送到的目的地的傳輸層協(xié)議（或上層協(xié)議）。報(bào)頭校驗(yàn)和：該字段可以幫助路由器發(fā)現(xiàn)接收到的IP數(shù)據(jù)報(bào)中的比特錯誤，它將報(bào)頭中的每兩個字節(jié)作為一個數(shù)字并用反碼的形式計(jì)算這些數(shù)字的和。3.1IP協(xié)議源端和目的端的IP地址：IP數(shù)據(jù)報(bào)中的這兩個字段攜帶著源端和目的端的32比特IP地址。選項(xiàng)字段：選項(xiàng)字段允許IP報(bào)頭被擴(kuò)充。該字段時(shí)可選的，它導(dǎo)致了數(shù)據(jù)報(bào)報(bào)頭長度的不確定性，使得在路由器中對IP數(shù)據(jù)報(bào)的處理所需

4、要的時(shí)間差別很大。為了提高路由器和主機(jī)上的IP數(shù)據(jù)報(bào)處理性能，IPv6報(bào)頭中舍棄了IP選項(xiàng)字段。數(shù)據(jù)（有效載荷）：該字段是IP數(shù)據(jù)報(bào)中的最重要的字段——數(shù)據(jù)。在大多數(shù)環(huán)境下，IP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)字段包含著傳輸層的要發(fā)送到目的端的數(shù)據(jù)段（TCP或UDP）。數(shù)據(jù)字段也可以攜帶其他類型的數(shù)據(jù)，例如ICMP信息。3.1IP協(xié)議Internet傳輸層包含了兩個重要協(xié)議：傳輸控制協(xié)議TCP和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP。TCP是專門為在不可靠的Internet上提供可靠的端到端的字節(jié)流通信而設(shè)計(jì)的一種面向連接的傳輸協(xié)議。UDP是一種面向

5、無連接的傳輸協(xié)議。返回3.2TCP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程間的通信需要確定給定主機(jī)上的哪個本地進(jìn)程使用了哪種協(xié)議與哪臺遠(yuǎn)程主機(jī)上的哪個進(jìn)程進(jìn)行了通信。端口和套接字概念提供了一種以統(tǒng)一的方式惟一地標(biāo)識連接以及參與連接的程序和主機(jī)的方法。端口有公用端口和臨時(shí)端口兩種。套接字是用于通信協(xié)議的幾種應(yīng)用編程接口API之一。套接字是一種特殊的文件句柄，被一個進(jìn)程用來向操作系統(tǒng)請求網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。一．傳輸層端口3.2TCP協(xié)議1．傳輸層端口3.2TCP協(xié)議2．TCP協(xié)議TCP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議簇中最重要的協(xié)議之一，它向高層應(yīng)用提供了面向連接

6、的可靠的數(shù)據(jù)流傳輸服務(wù)。傳輸層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元稱為數(shù)據(jù)段。TCP提供的服務(wù)有如下幾個特征：（1）面向連接（2）完全可靠性（3）全雙工通信（4）數(shù)據(jù)流接口（5）連接的可靠建立與關(guān)閉3.2TCP協(xié)議3.2TCP協(xié)議3.TCP報(bào)文格式4.TCP連接的建立與關(guān)閉為確保連接建立和關(guān)閉的可靠性，TCP使用“三次握手”算法實(shí)現(xiàn)客戶端和服務(wù)器端的消息交換。主動參與方（客戶端）被動參與方（服務(wù)器端）發(fā)送SYN=1，初始順序號=X接收SYN發(fā)送ACK=1，SYN=1確認(rèn)號=X+1，初始順序號=Y接收SYN和ACK發(fā)送ACK=1，確認(rèn)號

7、=Y+1接收ACK和確認(rèn)號=Y+13.2TCP協(xié)議5.TCP的確認(rèn)與重傳為了保證TCP協(xié)議傳輸?shù)目煽啃?，TCP采用了“確認(rèn)”和“重傳”技術(shù)。為了提高系統(tǒng)確認(rèn)的效率，TCP采用了“滑動窗口”技術(shù)。基本思想是：首先確定發(fā)送雙方協(xié)商一個窗口的大小，并規(guī)定只有位于這個窗口中的數(shù)據(jù)段才可以被發(fā)送出去。其次，當(dāng)收到接收方對窗口中第一個數(shù)據(jù)段的確認(rèn)信息后，窗口就向后滑動一個數(shù)據(jù)段。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)接收方若沒有收到窗口中第一個數(shù)據(jù)段的確認(rèn)消息，則重傳窗口中第一個數(shù)據(jù)段。3.2TCP協(xié)議6.TCP的流量控制TCP使用窗口機(jī)制進(jìn)行流量控

8、制。當(dāng)一個連接建立時(shí)，連接的每一端分配一塊緩沖區(qū)來存儲接收到的數(shù)據(jù)，并將緩沖區(qū)的尺寸發(fā)送給另一端。當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)，接收方發(fā)送確認(rèn)，其中包含了自己剩余的緩沖區(qū)尺寸。這個剩余緩沖區(qū)空間的數(shù)量叫做窗口，接收方在發(fā)送的每一確認(rèn)中都含有一個窗口通告（非零的窗口通告、零窗口通告）。窗口和窗口通告可以有效地控制TCP的數(shù)據(jù)傳輸流量，使發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)不會溢出接收方的緩沖空間。3.2TCP