TCPIP基础
什么是TCP/IP协议
TCP/IP协议(Transfer Controln Protocol/Internet Protocol)叫做传输控制/网际协议,又叫网络通讯协议,这个协议是Internet国际互联网络的基础。
TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议,传输控制协议(TCP)和网际协议(IP),但TCP/IP实际上是一组协议,它包括上百个各种功能的协议,如:远程登录、文件传输和电子邮件等,而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族,而不单单是TCP和IP。
数据传输
TCP/IP协议的基本传输单位是数据包(datagram),TCP协议负责把数据分成若干个数据包,并给每个数据包加上包头(就像给一封信加上信封),包头上有相应的编号,以保证在数据接收端能将数据还原为原来的格式,IP协议在每个包头上再加上接收端主机地址,这样数据找到自己要去的地方(就像信封上要写明地址一样),如果传输过程中出现数据丢失、数据失真等情况,TCP协议会自动要求数据重新传输,并重新组包。总之,IP协议保证数据的传输,TCP协议保证数据传输的质量。
TCP/IP协议数据的传输基于TCP/IP协议的四层结构:应用层、传输层、网络层、接口层,数据在传输时每通过一层就要在数据上加个包头,其中的数据供接收端同一层协议使用,而在接收端,每经过一层要把用过的包头去掉,这样来保证传输数据的格式完全一致。
TCP/IP网络的七层结构模型
网络设计者在解决网络体系结构时经常使用ISO/OSI(国际标准化组织/开放系统互连)七层模型,该模型每一层代表一定层次的网络功能。最下面是物理层,它代表着进行数据转输的物理介质,换句话说,即网络电缆。其上是数据链路层,它通过网络接口卡提供服务。最上层是应用层,这里运行着使用网络服务的应用程序。
TCP/IP是同ISO/OSI模型等价的。当一个数据单元从网络应用程序下流到网络接口卡,它通过了一列的TCP/IP模块。这其中的每一步,数据单元都会同网络另一端对等TCP/IP模块所需的信息一起打成包。这样当数据最终传到网卡时,它成了一个标准的以太帧(假设物理网络是以太网)。而接收端的TCP/IP软件通过剥去以太网帧并将数据向上传输过TCP/IP栈来为处于接收状态的应用程序重新恢复原始数据(一种最好的了解TCP/IP工作实质的方法,是使用探测程序来观察网络中的到处流动的帧中被不同TCP/IP模块所加上的信息)。为了勾勒TCP/IP在现实网络世界中所扮演的角色,请考虑当使用HTTP(超文本传输协议)的Web浏览器从连接在Internet上的Web服务器上获取一页HTML数据时所发生的情况。为形成同Web服务器的虚链路,浏览器使用一种被抽象地称为套接口(socket)的高层软件。为了获取Web页,它通过向套接口向套接口写入HTTPGET命令来向Web服务器发出该指令。接下来套接口软件使用TCP协议向Web服务器发出包含GET命令的字节流和位流,TCP将数据分段并将各独立段传到IP模块,该模块将数据段转换成数据报并发送给Web服务器。
如果浏览器和服务器运--在不同物理网络的计算机上(一般情况如此),数据报从一个网络传到另一个网络,直到抵达服务器所在的那个网。最终,数据被传输到目的地址并被重新装配,这样Web服务器通过读自己的套接口来获得数据主干,并进而查看连续的数据流。对浏览器和服务器来说,数据在这一端写入套接口而在另一端出现如同魔术一般,但这只是底下发生的各种复杂的交互,它创造了数据经过网络无缝传输的假象。
这就是TCP/IP所做的:将许多小网联成一个大网。并在这个大网也就是Internet上提供应用程序所需要的相互通信的服务。
TCP/IP协议族介绍
TCP/IP协议族中包括上百个互为关联的协议,不同功能的协议分布在不同的协议层, 下面介绍几个常用协议:
Telnet(Remote Login):提供远程登录功能,一台计算机用户可以登录到远程的另一台计算机上,如同在远程主机上直接操作一样;
FTP(File Transfer Protocol):远程文件传输协议,允许用户将远程主机上的文件拷贝到自己的计算机上;
SMTP(Simple Mail transfer Protocol):简单邮政传输协议,用于传输电子邮件;
NFS(Network File Server):网络文件服务器,可使多台计算机透明地访问彼此的目录;
UDP(User Datagram Protocol):用户数据包协议,它和TCP一样位于传输层,和IP协议配合使用,在传输数据时省去包头,但它不能提供数据包的重传,所以适合传输较短的文件。