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1、TCP/IP详解学习笔记 (1)- 基本概念为什么会有 TCP/IP 协议在世界上各地， 各种各样的电脑运行着各自不同的操作系统为大家服务，这些电脑在表达同一种信息的时候所使用的方法是千差万别。就好像圣经中上帝打乱了各地人的口音，让他们无法合作一样。计算机使用者意识到，计算机只是单兵作战并不会发挥太大的作用。只有把它们联合起来，电脑才会发挥出它最大的潜力。于是人们就想方设法的用电线把电脑连接到了一起。但是简单的连到一起是远远不够的，就好像语言不同的两个人互相见了面，完全不能交流信息。因而他们需要定义一些共通的东西来进行交流，TCP/IP就是为此而生。TCP/IP 不是一个协议，而是一个协议族的
2、统称。里面包括了 IP 协议， IMCP 协议， TCP 协议，以及我们更加熟悉的http 、 ftp 、 pop3 协议等等。电脑有了这些，就好像学会了外语一样，就可以和其他的计算机终端做自由的交流了。TCP/IP 协议分层提到协议分层，我们很容易联想到ISO-OSI 的七层协议经典架构，但是TCP/IP 协议族的结构则稍有不同。如图所示TCP/IP 协议族按照层次由上到下，层层包装。最上面的就是应用层了，这里面有http ，ftp, 等等我们熟悉的协议。而第二层则是传输层，著名的 TCP 和 UDP 协议就在这个层次（不要告诉我你没用过udp 玩星际）。第三层是网络层， IP 协议就在这里
3、，它负责对数据加上IP 地址和其他的数据（后面会讲到）以确定传输的目标。第四层是叫数据链路层，这个层次为待传送的数据加入一个以太网协议头，并进行CRC 编码，为最后的数据传输做准备。再往下则是硬件层次了， 负责网络的传输，这个层次的定义包括网线的制式，网卡的定义等等 （这些我们就不用关心了，我们也不做网卡） ，所以有些书并不把这个层次放在tcp/ip协议族里面， 因为它几乎和tcp/ip协议的编写者没1有任何的关系。 发送协议的主机从上自下将数据按照协议封装，而接收数据的主机则按照协议从得到的数据包解开，最后拿到需要的数据。这种结构非常有栈的味道，所以某些文章也把tcp/ip协议族称为tcp/
4、ip协议栈。一些基本的常识在学习协议之前，我们应该具备一些基本知识。互联网地址 (ip 地址 )网 络上每一个节点都必须有一个独立的Internet地址（也叫做IP 地址）。现在，通常使用的IP 地址是一个 32bit的数字，也就是我们常说的IPv4标准，这 32bit的数字分成四组，也就是常见的255.255.255.255的样式。 IPv4 标准上，地址被分为五类，我们常用的是B 类地址。具体的分类请参考其他文档。需要注意的是IP 地址是网络号 +主机号的组合，这非常重要。域名系统域名系统是一个分布的数据库，它提供将主机名（就是网址啦）转换成IP 地址的服务。RFCRFC 是什么？ RFC
5、 就是 tcp/ip协议的标准文档，在这里我们可以看到RFC 那长长的定义列表，现在它一共有4000 多个协议的定义，当然，我们所要学习的，也就是那么十几个协议而已。端口号 (port)注意，这个号码是用在TCP， UDP 上的一个逻辑号码，并不是一个硬件端口，我们平时说把某某端口封掉了，也只是在IP 层次把带有这个号码的IP 包给过滤掉了而已。应用编程接口现在常用的编程接口有socket和 TLI。而前面的有时候也叫做“Berkeley socketBerkeley”，可见对于网络的发展有多大的贡献。TCP/IP 详解学习笔记 (2)- 数据链路层数据链路层有三个目的：? 为 IP 模块发送
6、和接收 IP 数据报。? 为 ARP 模块发送 ARP 请求和接收 ARP 应答。? 为 RARP 发送 RARP 请 求和接收 RARP 应答ip 大家都听说过。至于ARP 和 RARP ，ARP 叫做地址解析协议，是用IP 地址换 MAC地址的一种协议，而RARP 则叫做逆地址解析协议，在tcp/ip协议的后面章节会介绍它们（在局域网里面用ARP 协议可以很容易的搞瘫痪网络哦）数据链路层的协议还是很多的，有我们最常用的以太网（就是平时我们用的网卡）协议，也有不太常见的令牌环，还有FDDI ，当然，还有国内现在相当普及的PPP 协议（就是adsl 宽带），以及一个loopback协议。联系
7、linux里面的 ifconfig -a命令，这个命令通常会得到如下的结果2eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:01:4A:03:5B:EDinet addr:192.168.11.2 Bcast:192.168.11.255 Mask:255.255.255.0inet6 addr: fe80:201:4aff:fe03:5bed/64 Scope:LinkUP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1RX packets:2819 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0T
8、X packets:76 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0collisions:0 txqueuelen:1000RX bytes:241609 (235.9 KiB) TX bytes:9596 (9.3 KiB)lo Link encap:Local Loopbackinet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0inet6 addr: :1/128 Scope:HostUP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1RX packets:2713 errors:0 dropped:0 overr
9、uns:0 frame:0TX packets:2713 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0collisions:0 txqueuelen:0RX bytes:3516032 (3.3 MiB) TX bytes:3516032 (3.3 MiB)其中，eth0 就是以太网接口， 而 lo 则是 loopback接口。这也说明这个主机在网络链路层上至少支持loopback协议和以太网协议。以太网（ Ether-net）的定是指数字设备公司（ Digital Equipment Corp.）、英特尔公司 （ Intel Corp.）和 Xerox公司在
10、 1982 年联合公布的一个标准，这个标准里面使用了一种称作CSMA/CD的接入方法。而IEEE802 提供的标准集802.3( 还有一部分定义到了802.2 中 )也提供了一个CSMA/CD的标准。这两个标准稍有不同，TCP/IP 协议对这种情况的处理方式如下:?以太网的IP 数据报封装在RFC894 中定义，而IEEE802 网络的 IP 数据报封装在RFC1042 中定义。?一台主机一定要能发送和接收RFC894 定义的数据报。? 一台主机可以接收 RFC894 和 RFC1042 的封装格式的混合数据报。?一台主机也许能够发送RFC1042 数据报。如果主机能同时发送两种类型的分组数据
11、，那么发送的分组必须是可以设置的，而且默认条件下必须是RFC 894 分组。可见， RFC1042 在 TCP/IP 里面处于一个配角的地位。这两种不同的数据报格式请参考教材。ppp( 点对点协议 )是从 SLIP 的替代品。他们都提供了一种低速接入的解决方案。而每一种数据链路层协议，都有一个 MTU （最大传输单元）定义，在这个定义下面，如果IP 数据报过大，则要进行分片(fragmentation)，使得每片都小于 MTU ，注意 PPP 的 MTU 并不是一个物理定义，而是指一个逻辑定义（个人认为就是用程序控制）。可以用 netstat来打印出 MTU 的结果，比如键入netstat -
12、inKernel Interface tableIfaceMTU MetRX-OK RX-ERR RX-DRP RX-OVRTX-OK TX-ERR TX-DRP TX-OVR Flgeth0150001774000587000 BMRUlo16436026670002667000 LRU就可以观察到eth0 的 MTU 是 1500 。而 lo （环回接口）的MTU 则是 16436 。最后说说那个环回接口（loopback）。平时我们用127.0.0.1 来尝试自己的机器服务器好使不好使。走的就是这个loopback接口。对于环回接口，有如下三点值得注意:?传给环回地址（一般是127.0.
13、0.1 ）的任何数据均作为I P 输入。3?传给广播地址或多播地址的数据报复制一份传给环回接口，然后送到以太网上。这是因为广播传送和多播传送的定义包含主机本身。? 任何传给该主机 IP 地址的数据均送到环回接口。这一章还是很简单的，一般作为了解知识也就足够了，没必要抠的那么详细。TCP/IP 详解学习笔记 (3)-IP协议， ARP 协议， RARP 协议把这三个协议放到一起学习是因为这三个协议处于同一层，ARP 协议用来找到目标主机的Ethernet网卡 Mac地址， IP 则承载要发送的消息。数据链路层可以从ARP 得到数据的传送信息，而从IP 得到要传输的数据信息。1. IP 协议IP 协议是 TCP/IP 协议的核心，所有的TCP，UDP ， IMCP ， IGCP 的数据都以IP 数据格式传输。要注意的是，IP 不是可靠的协议，这是说， IP 协议没有提供一种数据未传达以后的处理机制这被认为是上层协议TCP或 UDP 要做的事情。所以这也就出现了TCP 是一个可靠的协议，而UDP 就没有那么可靠的区别。这是后话，暂且不提1.1. IP 协议头如图所示
