【知识体系 - 网络协议】- TCP/IP协议

TCP/IP协议

IP协议

IP协议，全称 Internet protocol - 互联网协议。属于OSI七层协议模型中的 网络层。

通过IP地址，可以定位到对应的计算机。

协议过程

主机A -- 访问（数据包） --> 服务器B

• A访问B的过程中，会发送一个数据包到互联网
  • 数据包中包含一个叫 IP头 和 HTTP数据 的数据结构
    • IP头包含：IP版本，源IP地址（回复信息），目标IP地址（寻址），生存时间等
• 互联网有大量的网络通信设备（如路由器），路由器根据数据包的目标IP地址查找路由表，然后转发到目标服务器B
• 服务器B收到请求数据后，将源目IP地址翻转，并封装回数据包发送到互联网。

TCP协议

IP协议只能指明数据包的源/目通信方（即这是谁发送给谁的数据），但是不能保证数据包一定能到达对方，数据是否被丢弃以及丢弃之后如何处理，这些IP协议都无能为力。这时候就需要TCP协议来解决上述问题。

TCP协议，全称 Transmission control protocol - 传输控制协议。属于OSI七层协议模型中的 传输层。

通过TCP协议，可以定位到计算机中对应的应用程序。

协议过程 主机A -- 访问（数据包） --> 服务器B

• A访问B的过程中，会发送一个数据包到互联网
  • 数据包中包含一个叫 TCP头、IP头 和 HTTP数据 的数据结构
    • TCP头包含一个端口号，包含一下
      • 源端口
      • 目标端口
      • 排序序列号（接收端重排数据包可用）

中间涉及到 三次握手，四次挥手

• 三次握手：建立连接前，A与B发送三个数据包以确认连接
  • A -> B，你可以听到我说话吗
  • B -> A，可以，你可以听到我说话吗
  • A -> B，可以，我要给你发信息了
• 四次挥手：断开连接之前，A与B发送四个数据包以确认断开
  • A -> B，我不说了（FIN）
  • B -> A，我知道了（ACK）。等一下，上一句还没说完（传输数据）
  • B -> A，好了，说完了，我也不说了（FIN）
  • A -> B，我知道了（ACK）

UDP协议

在传输层还有另一个协议，叫做 UDP协议（User Datagram protocol - 用户数据包协议）

传输过程 TCP头 改为 UCP头。端口号也不会有排序序列号

TCP与UDP的对比

UDP的短板

• 数据包在传输过程中易丢失
• 大文件会被拆分成很多小的数据包进行传输
  • 小的数据包经由不同的路由，并在不同的时间到达接收端
  • 由于UDP头中不包含排序序列号，所以接收端不知道如何组装这些数据包
• 如果传输过程中中断，UDP不提供重发机制

但是！UDP协议它快！因为没有三次握手，四次挥手的过程，以及数据包校验机制

TCP的优点

• 对于数据包丢失的情况，TCP提供重发机制
• TCP引入数据包排序机制，把乱序的数据包根据排序序列号重新组合成一个完整的文件

但是！数据传输可靠了，但是传输速度慢了