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)報格式，并且對數(shù)據(jù)報尋址和路由、數(shù)據(jù)報分片和重組、差錯控制和處理等做出了具體規(guī)定。IP數(shù)據(jù)報格式如下圖所示。版本報頭長度服務(wù)類型數(shù)據(jù)報長度（字節(jié)）標識符標志分片偏移量生存時期上層協(xié)議報頭校驗和源IP地址目的IP地址IP選項填充數(shù)據(jù)（有效載荷）32bit3.1IP協(xié)議版本：給出了該數(shù)據(jù)報的IP協(xié)議的版本。報頭長度：由于IPv4數(shù)據(jù)報可以包含可變數(shù)量的IP選項，所以這4比特用來確定

2、IP數(shù)據(jù)報中的數(shù)據(jù)的起始位置。大多數(shù)IP數(shù)據(jù)報不包含IP選項，所以通常的IP數(shù)據(jù)報都有一個20字節(jié)長度的報頭。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。數(shù)據(jù)報長度：是以字節(jié)為單位的IP數(shù)據(jù)報的總長度（即報頭長度+數(shù)據(jù)長度）。數(shù)據(jù)報一般都小于1500字節(jié)。3.1IP協(xié)議標識符、標志和分片偏移量：這三個字段與IP分片有關(guān)。生存時期（TTL）：TTL字段用來保證數(shù)據(jù)報不會在網(wǎng)絡(luò)中永遠傳播。當每次數(shù)據(jù)報經(jīng)過一個路由器的處理時，TTL值就會減少。如果TTL值變?yōu)?/p>

3、0，該數(shù)據(jù)報就被拋棄。上層協(xié)議：該字段僅僅當IP數(shù)據(jù)報到達最終目的地時才被使用，其值給出了本IP數(shù)據(jù)報中的數(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）。報頭校驗和：該字段可以幫助路由器發(fā)現(xiàn)接收到的IP數(shù)據(jù)報中的比特錯誤，它將報頭中的每兩個字節(jié)作為一個數(shù)字并用反碼的形式計算這些數(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。選項字段：選項字段允許IP報頭被擴充。該字段時可選的，它導(dǎo)致了數(shù)據(jù)報報頭長度的不確定性，使得在路由器中對IP數(shù)據(jù)報的處理所需

4、要的時間差別很大。為了提高路由器和主機上的IP數(shù)據(jù)報處理性能，IPv6報頭中舍棄了IP選項字段。數(shù)據(jù)（有效載荷）：該字段是IP數(shù)據(jù)報中的最重要的字段——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)進程間的通信需要確定給定主機上的哪個本地進程使用了哪種協(xié)議與哪臺遠程主機上的哪個進程進行了通信。端口和套接字概念提供了一種以統(tǒng)一的方式惟一地標識連接以及參與連接的程序和主機的方法。端口有公用端口和臨時端口兩種。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確認號=X+1，初始順序號=Y接收SYN和ACK發(fā)送ACK=1，確認號

7、=Y+1接收ACK和確認號=Y+13.2TCP協(xié)議5.TCP的確認與重傳為了保證TCP協(xié)議傳輸?shù)目煽啃裕琓CP采用了“確認”和“重傳”技術(shù)。為了提高系統(tǒng)確認的效率，TCP采用了“滑動窗口”技術(shù)?；舅枷胧牵菏紫却_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，當收到接收方對窗口中第一個數(shù)據(jù)段的確認信息后，窗口就向后滑動一個數(shù)據(jù)段。在規(guī)定時間內(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使用窗口機制進行流量控

8、制。當一個連接建立時，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。當數(shù)據(jù)到達時，接收方發(fā)送確認，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