TCP/IP詳解讀書筆記：概述

分層

分層是一種很通用的架構模式。經過分層，能夠把一個系統分解成多個層，每一個層專一於各自的功能，並提供接口給上面的層調用。上面的層不須要了解調用層的詳細實現，只依賴於其接口，這就給維護帶來了很大的好處，好比能夠很方便的替換某一層。

網絡協議也是分層實現的。好比TCP/IP協議，是一組不一樣層次上的多個協議的組合。通常分爲四層。

1）鏈路層：也稱爲數據鏈路層或網絡接口層，一般包括操做系統中的設備驅動程序和對應的網絡接口卡。有ARP和RARP協議。

2）網絡層：處理分組在網絡中的活動，包括IP協議，ICMP協議及IGMP協議。

3) 運輸層：主要爲兩臺主機上的應用程序提供端到端的通訊。主要有TCP和UDP兩個傳輸協議。TCP爲兩臺主機提供高可靠性的數據通訊。UDP只是發送數據包，不保證是否到達另外一端，所以可靠性由應用層來提供。

4）應用層：負責處理特定的應用程序細節。

通常來講，應用層運行在用戶進程，其他三層運行於內核中，但這不是必須的。

網絡接口層處理通訊媒介的細節，應用層處理某個特定的應用程序，運輸層和網絡層區別不太明顯，那爲何要分兩層？簡單的說，從分層的角度看，仍是由於兩層的功能不同。網絡層提供的是一種不可靠的服務，它只是儘量快地把分組從源發送到目的地。TCP在不可靠的IP層上提供了可靠的運輸層，它提供了超時重傳，發送和接收端到端的確認分組機制等。那UDP呢？

 

互聯網的地址

每一個接口必須有一個惟一的地址。下圖是五類互聯網地址。

網絡地址有三類，單播地址（目的爲單個主機），廣播地址（目的爲給定網絡上的全部主機）以及多播地址（同一組內的全部主機）。

 

域名系統

在TCP/IP領域中，域名系統（DNS）是一個分佈的數據庫，由它來提供IP地址和主機名之間的映射信息。

 

封裝

當應用程序使用TCP發送數據時，數據被送入協議棧，而後逐層經過各層直到被看成比特流送入網絡，每一層對收到的數據都要增長首部信息。詳細以下圖：

以太網數據幀的物理特性是其長度必須在46-1500之間。

 

分用

一張圖足矣。

 

惟一要指出的是ICMP和IGMP雖然在同一層，由於它們是IP的附屬協議，但它們的報文是封裝在IP數據報中，所以這裏放在IP的上方。

ARP和RARP同理。

 

客戶-服務器模型

這裏將服務分爲了兩種類型：重複型和併發型。重複型有排他性，同時只能爲一個客戶端訪問。併發型在客戶請求來時生成一個進程或線程進行服務。

通常來講，TCP服務器是併發的，UDP服務器是重複的，有例外但目前還不清楚。

 

端口號

客戶端不在意端口號，由於這是臨時端口號，只要在本機上惟一便可，大多數TCP/IP採用1024-5000之間的端口號。

有一些衆所周知的端口號，好比1-1023之間的端口號，提供咱們很熟悉的服務。好比，21端口號提供的是FTP服務。

 

應用編程接口

使用TCP/IP協議的應用程序一般採用兩種應用編程接口：socket和TLI（運輸層接口，有時稱做XTI）。