TCP/IP協議

TCP/IP協議的定義:

Transmission Control Protocol/Internet Protocol的簡寫，中譯名為傳輸控制協議/網際網路互聯協議，又名網路通訊協議，是Internet最基本的協議、Internet國際互聯網路的基礎，由網路層的IP協議和傳輸層的TCP協議組成。TCP/IP 定義了電子設備如何連入網際網路，以及數據如何在它們之間傳輸的標準。協議採用了4層的層級結構，每一層都呼叫它的下一層所提供的協議來完成自己的需求。通俗而言：TCP負責發現傳輸的問題，一有問題就發出信號，要求重新傳輸，直到所有數據安全正確地傳輸到目的地。而IP是給網際網路的每一台聯網設備規定一個地址

IP:

IP層接收由更低層（網路介面層例如乙太網設備驅動程序）發來的數據包，並把該數據包發送到更高層---TCP或UDP層；相反，IP層也把從TCP或UDP層接收來的數據包傳送到更低層。IP數據包是不可靠的，因為IP並沒有做任何事情來確認數據包是否按順序發送的或者有沒有被破壞，IP數據包中含有發送它的主機的地址（源地址）和接收它的主機的地址（目的地址）。

高層的TCP和UDP服務在接收數據包時，通常假設包中的源地址是有效的。也可以這樣說，IP地址形成了許多服務的認證基礎，這些服務相信數據包是從一個有效的主機發送來的。IP確認包含一個選項，叫作IP source routing，可以用來指定一條源地址和目的地址之間的直接路徑。對於一些TCP和UDP的服務來說，使用了該選項的IP包好像是從路徑上的最後一個系統傳遞過來的，而不是來自於它的真實地點。這個選項是為了測試而存在的，說明了它可以被用來欺騙系統來進行平常是被禁止的連接。那麼，許多依靠IP源地址做確認的服務將產生問題並且會被非法入侵。

TCP:

TCP是面向連接的通信協議，通過三次握手建立連接，通訊完成時要拆除連接，由於TCP是面向連接的所以只能用於端到端的通訊。

TCP提供的是一種可靠的數據流服務，採用「帶重傳的肯定確認」技術來實現傳輸的可靠性。TCP還採用一種稱為「滑動窗口」的方式進行流量控制，所謂窗口實際表示接收能力，用以限制發送方的發送速度。

如果IP數據包中有已經封好的TCP數據包，那麼IP將把它們向『上』傳送到TCP層。TCP將包排序並進行錯誤檢查，同時實現虛電路間的連接。TCP數據包中包括序號和確認，所以未按照順序收到的包可以被排序，而損壞的包可以被重傳。

TCP將它的信息送到更高層的應用程序，例如Telnet的服務程序和客戶程序。應用程序輪流將信息送回TCP層，TCP層便將它們向下傳送到IP層，設備驅動程序和物理介質，最後到接收方。

面向連接的服務（例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它們使用了TCP。DNS在某些情況下使用TCP（發送和接收域名資料庫），但使用UDP傳送有關單個主機的信息

UDP:

UDP是面向無連接的通訊協議，UDP數據包括目的埠號和源埠號信息，由於通訊不需要連接，所以可以實現廣播發送。

UDP通訊時不需要接收方確認，屬於不可靠的傳輸，可能會出現丟包現象，實際應用中要求程序員編程驗證。

UDP與TCP位於同一層，但它不管數據包的順序、錯誤或重發。因此，UDP不被應用於那些使用虛電路的面向連接的服務，UDP主要用於那些面向查詢---應答的服務，例如NFS。相對於FTP或Telnet，這些服務需要交換的信息量較小。使用UDP的服務包括NTP（網路時間協議）和DNS（DNS也使用TCP）。

欺騙UDP包比欺騙TCP包更容易，因為UDP沒有建立初始化連接（也可以稱為握手）（因為在兩個系統間沒有虛電路），也就是說，與UDP相關的服務面臨著更大的危險。

TCP的三次握手:

1 主機A通過向主機B 發送一個含有同步序列號的標誌位的數據段給主機B ,向主機B 請求建立連接,通過這個數據段,

主機A告訴主機B 兩件事:我想要和你通信;你可以用哪個序列號作為起始數據段來回應我.

2 主機B 收到主機A的請求後,用一個帶有確認應答(ACK)和同步序列號(SYN)標誌位的數據段響應主機A,也告訴主機A兩件事:

我已經收到你的請求了,你可以傳輸數據了;你要用哪佧序列號作為起始數據段來回應我

3 主機A收到這個數據段後,再發送一個確認應答,確認已收到主機B 的數據段:"我已收到回復,我現在要開始傳輸實際數據了

這樣3次握手就完成了,主機A和主機B 就可以傳輸數據了.

3次握手的特點

沒有應用層的數據

SYN這個標誌位只有在TCP建產連接時才會被置1

握手完成後SYN標誌位被置0

TCP的四次斷開:

1 當主機A完成數據傳輸後,將控制位FIN置1,提出停止TCP連接的請求

2 主機B收到FIN後對其作出響應,確認這一方向上的TCP連接將關閉,將ACK置1

3 由B 端再提出反方向的關閉請求,將FIN置1

4 主機A對主機B的請求進行確認,將ACK置1,雙方向的關閉結束.

由TCP的三次握手和四次斷開可以看出,TCP使用面向連接的通信方式,大大提高了數據通信的可靠性,使發送數據端

和接收端在數據正式傳輸前就有了交互,為數據正式傳輸打下了可靠的基礎

小結TCP與UDP的區別：

1.基於連接與無連接；

2.對系統資源的要求（TCP較多，UDP少）；

3.UDP程序結構較簡單；

4.流模式與數據報模式 ；

5.TCP保證數據正確性，UDP可能丟包，TCP保證數據順序，UDP不保證

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