TCP_IP通信

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TCPIP协议的工作原理和应用

TCPIP协议的工作原理和应用

TCPIP协议的工作原理和应用引言:TCPIP协议是计算机网络中最常用的协议之一,它负责实现互联网中的数据传输和通信。

本文将详细介绍TCPIP协议的工作原理和应用。

一、TCPIP协议的概述TCPIP协议是指互联网协议套件(Transmission ControlProtocol/Internet Protocol),由两个独立的协议构成,分别是TCP和IP。

TCP负责提供可靠的数据传输机制,而IP则负责寻址和路由。

1. TCP协议:TCP协议是传输层协议,提供了可靠的数据传输机制。

它通过采用三次握手的方式建立连接,确保数据传输的可靠性。

TCP协议采用滑动窗口和拥塞控制机制来优化网络性能,并能够实现数据分段和重组,确保数据的完整性和顺序性。

2. IP协议:IP协议是网络层协议,负责寻址和路由。

它定义了一套统一的地址分配规则,即IP地址,用于标识网络中的主机。

IP协议将数据分为若干个数据包(也称为IP数据报),并通过路由器将数据包从源主机传输到目标主机。

二、TCPIP协议的工作原理TCPIP协议的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 封装与解封装:在发送端,应用层将数据封装为TCP段,再将TCP段封装为IP数据包。

在每一层的头部都会添加相应的控制信息,如源IP地址、目标IP地址、端口号等。

在接收端,相反的过程会发生,即解封装。

每一层的接收端会根据头部的信息判断当前层所需的数据,并且去除控制信息。

2. 路由和寻址:在发送端主机上,IP协议根据目标IP地址和路由表判断出下一个跳转点的IP地址。

经过一系列的路由选择,最终到达目标主机。

每一个路由器都具有路由表,用于指导数据的传输路径。

3. 传输可靠性:TCP协议通过建立连接、数据的分段和重组、滑动窗口、流量控制、拥塞控制等机制,保证了数据传输的可靠性。

通过三次握手的方式建立连接,确保通信双方的同步;通过数据的分段和重组,保证了大数据量的传输;通过滑动窗口和流量控制,确保了数据的流畅传输。

tcpip四层协议

tcpip四层协议

TCP/IP四层协议TCP/IP是一组用于互联网通信的协议集合,它由四个不同的层次组成,包括网络接口层、互联网层、传输层和应用层。

每个层次都有不同的功能和责任,共同构成了现代网络通信的基础架构。

网络接口层网络接口层是TCP/IP协议中最底层的一层,它定义了如何在物理网络上进行数据传输。

它负责将数据帧从一个主机传输到另一个主机,并处理硬件相关的细节,如电压、时钟等。

在这一层,数据被分成帧,并通过物理介质进行传输。

互联网层互联网层是TCP/IP协议中的第二层,它负责实现主机到主机之间的数据传输。

互联网层使用IP协议来定义主机的地址和路由选择。

IP地址是互联网上唯一标识一个主机的地址,它是一个32位的数字,被分为四个八位组,通常以点分十进制表示。

互联网层的一个重要功能是将数据包从发送主机路由到目标主机。

路由器是互联网层的关键组件,它根据IP地址的信息来决定最佳路径,并将数据包发送到下一个路由器,直到最终到达目标主机。

传输层传输层是TCP/IP协议的第三层,它负责在主机之间提供端到端的通信。

传输层有两个主要的协议:传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。

TCP是一种可靠的面向连接的协议,它确保数据的可靠传输。

它通过使用序列号、确认和重传等机制来保证数据的完整性和顺序性。

TCP适用于对数据传输的可靠性有较高要求的应用,如文件传输和电子邮件。

UDP是一种无连接的协议,它提供了一种简单的数据传输方式。

与TCP不同,UDP不保证数据的可靠传输。

它适合于对数据传输延迟要求较低的应用,如音频和视频流媒体。

应用层应用层是TCP/IP协议的最高层,它为用户提供了各种不同的网络服务。

应用层协议包括HTTP、FTP、SMTP等,它们负责在应用程序之间传输数据。

HTTP(超文本传输协议)是一种用于在Web浏览器和Web服务器之间传输数据的协议。

它负责在客户端和服务器之间传递HTML页面、图像、样式表等。

FTP(文件传输协议)是一种用于在主机之间传输文件的协议。

tcpip协议的原理与应用

tcpip协议的原理与应用

TCP/IP协议的原理与应用1. TCP/IP协议简介TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)是互联网的核心协议簇,也是当前广泛应用于网络通信的协议。

1.1 TCP/IP协议的组成TCP/IP协议由两个部分组成,分别是TCP(Transmission Control Protocol)和IP(Internet Protocol)。

1.2 TCP/IP协议的特点TCP/IP协议具有以下特点:•可靠性:TCP协议采用可靠的传输机制,确保数据的完整性和顺序。

•无连接:TCP/IP协议是无连接的,即通信双方在发送数据前不需要建立连接。

•面向字节流:TCP/IP协议将数据视为字节流进行传输。

•灵活性:TCP/IP协议可以应用于各种不同的网络环境和应用场景。

2. TCP协议原理TCP(Transmission Control Protocol)是一种基于连接的协议,它在发送和接收数据时保证数据的可靠性。

2.1 TCP协议的可靠性机制TCP协议实现可靠性的机制包括以下几个方面:•序列号和确认机制:TCP协议使用序列号对数据进行编号,并通过确认机制确保接收方正确收到数据。

•滑动窗口机制:TCP协议使用滑动窗口机制控制数据的流量,以避免数据拥塞。

•数据校验和:TCP协议使用数据校验和机制来检测传输过程中是否发生数据错误。

•超时重传机制:如果发送方在一定时间内没有收到接收方的确认信息,将会重传相应的数据。

2.2 TCP协议的连接建立和断开过程TCP协议的连接建立过程如下:1.发起方发送SYN数据包给接收方。

2.接收方收到SYN数据包后,向发起方发送SYN-ACK数据包。

3.发起方收到SYN-ACK数据包后,向接收方发送ACK数据包,表示连接已建立。

TCP协议的连接断开过程如下:1.任一方向对方发送FIN数据包。

2.接收方收到FIN数据包后,向发起方发送ACK数据包,表示接收到了关闭请求。

tcp ip 通讯步骤

tcp ip 通讯步骤

tcp ip 通讯步骤
1. 数据封装:应用程序将要发送的数据转换为TCP/IP 协议栈可以理解的格式。

数据被封装成TCP 或UDP 数据包。

2. 寻址:TCP 或UDP 数据包包含源和目标IP 地址,以及源和目标端口号。

这些地址用于将数据包路由到正确的目的地。

3. 路由选择:根据数据包的目标IP 地址,网络设备(如路由器)通过查找路由表来确定将数据包发送到目的地的最佳路径。

4. 传输:数据包通过网络传输到目的地。

在传输过程中,数据包可能经过多个网络设备,如路由器和交换机。

5. 解封装:在目标设备上,数据包被解封装,TCP 或UDP 头被移除,数据被传递给相应的应用程序。

6. 确认与重传:TCP 协议通过发送确认(ACK)消息来确认数据包的成功接收。

如果数据包未被成功接收,发送方会重传数据包。

7. 流量控制:TCP 协议通过滑动窗口机制来控制数据发送的速率,以避免缓冲区溢出和网络拥塞。

8. 连接关闭:通信完成后,TCP 连接可以通过发送关闭(FIN)消息来关闭。

了解计算机的网络通信协议与标准

了解计算机的网络通信协议与标准

了解计算机的网络通信协议与标准计算机的网络通信协议与标准是保障网络通信正常进行的关键。

它们规定了计算机之间进行数据交换的方式和规则,确保信息能够准确、高效地传输。

本文将介绍一些主要的网络通信协议与标准,包括TCP/IP协议、HTTP协议以及以太网标准等。

一、TCP/IP协议TCP/IP协议是计算机网络中最基本和最重要的协议之一。

它是Internet网络的核心协议,也是全球互联网的基础。

TCP/IP协议中的TCP(Transmission Control Protocol)和IP(Internet Protocol)分别负责数据的分段传输和寻址,确保数据能够正确地传输到目标计算机。

TCP/IP协议具有以下特点:首先,它是一种无连接的协议,即在传输数据之前不需要事先建立连接;其次,它能够保证数据的可靠性,通过数据分段和确认机制,确保数据能够完整地传输;另外,它是一种面向字节流的协议,即将数据划分为多个字节进行传输。

二、HTTP协议HTTP(Hypertext Transfer Protocol)协议是一种应用层协议,主要用于在计算机之间传输超文本。

它是万维网(World Wide Web)的基础,负责客户端与服务器之间的通信。

HTTP协议使用URL(Uniform Resource Locator)来定位资源,使用HTTP方法(GET、POST等)来操作这些资源。

HTTP协议的工作过程如下:首先,客户端发送一个HTTP请求到服务器,并等待服务器的响应;然后,服务器接收到请求后,根据请求的内容做出相应的动作,并将结果返回给客户端。

HTTP协议基于TCP/IP协议,利用TCP协议的可靠性来传输数据。

三、以太网标准以太网是一种广泛使用的局域网技术,它定义了计算机之间的物理连接和数据传输的规范。

以太网以太网使用CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)来控制多个计算机同时访问网络的冲突问题。

通讯协议有哪些

通讯协议有哪些

通讯协议有哪些通讯协议是指计算机系统间通信时遵循的规则和标准。

它定义了通信的物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等方面的细节。

下面我们将介绍一些常见的通讯协议。

一、TCP/IP协议TCP/IP协议是Internet网络通信的基础协议之一。

它由两个子协议组成:TCP(Transmission Control Protocol)和IP(Internet Protocol)。

TCP是一种面向连接的协议,用于保证数据传输的可靠性,而IP则是一种无连接的协议,用于将数据包从源地址传输到目标地址。

TCP/IP协议可实现不同操作系统之间的通信,支持多种应用协议。

二、HTTP协议HTTP(Hypertext Transfer Protocol)是一种应用层协议,用于在Web浏览器和服务器之间传输超文本(HTML)文件。

HTTP协议使用TCP协议作为传输层协议,客户端通过发送请求与服务器进行通信,服务器则通过发送响应进行回复。

HTTP 协议的最新版本HTTP/2,支持多路复用、服务器推送等功能,提高了Web的速度和效率。

三、SMTP协议SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)是一种邮件传输协议,用于电子邮件的发送。

SMTP协议使用TCP作为传输层协议,将邮件传输到指定的邮件服务器。

SMTP协议是一个客户端-服务器协议,当客户端连接到服务器时,会进行身份验证,并将邮件传输到服务器。

SMTP服务器则根据指定的邮件地址将邮件传递给接收方。

四、POP3协议POP3(Post Office Protocol version 3)协议是一种邮件存取协议,用于从邮件服务器上获取邮件。

POP3协议使用TCP作为传输层协议,客户端通过连接到服务器并进行身份验证,从服务器上下载邮件。

与SMTP协议不同的是,POP3协议只能获取邮件而不能发送邮件。

五、FTP协议FTP(File Transfer Protocol)是一种文件传输协议,用于将文件从一个计算机传输到另一个计算机。

tcpip协议定义

tcpip协议定义

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)协议是互联网上数据通信的基础协议,它定义了数据在网络中的传输方式和规则。

TCP/IP协议簇包括多个协议,其中两个主要的协议是TCP(Transmission Control Protocol)和IP(Internet Protocol)。

以下是TCP/IP协议的基本定义:1. IP协议(Internet Protocol):- IP协议定义了数据在网络中的寻址和路由方式。

它负责将数据分割成小的数据包,并确保这些数据包正确地传输到目标地址。

IP协议的主要版本有IPv4和IPv6。

2. TCP协议(Transmission Control Protocol):- TCP协议是一个面向连接的协议,负责在网络上可靠地传输数据。

它通过创建一个可靠的、面向连接的通信管道,确保数据的完整性和有序性。

TCP协议通过三次握手建立连接,提供流控制、拥塞控制等机制,确保数据的正确传递。

3. UDP协议(User Datagram Protocol):-UDP协议是一个无连接的协议,相比TCP更为轻量级。

它不保证数据的可靠性和有序性,但传输速度更快。

UDP常用于实时性要求较高的应用,如音频和视频传输。

4. ICMP协议(Internet Control Message Protocol):-ICMP协议是用于在网络上传递错误消息的协议。

它通常由网络设备用于报告错误、测试网络连接和执行网络诊断。

5. ARP协议(Address Resolution Protocol):-ARP协议用于将IP地址映射为物理硬件地址(如MAC地址)。

它通过广播在网络上查询目标设备的MAC地址。

6. DHCP协议(Dynamic Host Configuration Protocol):- DHCP协议用于动态分配IP地址和其他网络配置信息给网络上的设备。

tcp ip通信原理

tcp ip通信原理

tcp ip通信原理
TCP/IP是一种网络通信协议,它是基于互联网传输控制协议(TCP)和互联网协议(IP)的通信协议套件。

TCP/IP协议通过将数据分割成数据包并通过网络传输,在计算机之间进行通信。

TCP/IP通信原理包括四个关键步骤:连接建立、数据传输、
连接确认和连接关闭。

首先,在TCP/IP通信中,通信双方需要先进行连接建立。


送方发起连接请求,并等待对方的确认。

接收方在收到连接请求后发送连接确认信号,建立双方之间的连接。

通过这个连接,发送方和接收方可以在互联网上进行通信。

接下来,数据传输是TCP/IP通信的核心。

数据被分割成小的
数据包,并在发送方和接收方之间传输。

每个数据包都包含发送和接收地址,确保数据能够正确地传送到接收方。

同时,TCP/IP协议还提供了数据包的顺序控制和重发机制。

通过顺序控制,确保数据包按照发送的顺序进行传输。

如果数据包丢失或损坏,TCP/IP协议会触发重发机制,重新发送丢
失的数据包,以确保数据的完整性。

最后,在数据传输完成后,双方之间进行连接确认和连接关闭。

接收方接收到所有数据包后,会发送连接确认信号,以确认已成功接收数据。

连接关闭时,发送方和接收方都会发送连接关闭信号,并关闭连接。

总结起来,TCP/IP通信是通过建立连接、传输数据、确认传输和关闭连接的方式,在互联网上实现计算机之间的通信。

这种通信协议套件被广泛用于现代互联网中,为各种应用提供了可靠的数据传输。

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MSL是Maximum Segment Lifetime英文的缩写,中文可以译为“报文最大生存时间”,他是任何报文在网络上存在的最长时间,超过这个时间报文将被丢弃。

因为tcp报文(segment)是ip数据报(datagram)的数据部分,具体称谓请参见《数据在网络各层中的称呼》一文,而ip头中有一个TTL域,TTL是time to live 的缩写,中文可以译为“生存时间”,这个生存时间是由源主机设置初始值但不是存的具体时间,而是存储了一个ip数据报可以经过的最大路由数,每经过一个处理他的路由器此值就减1,当此值为0则数据报将被丢弃,同时发送ICMP报文通知源主机。

RFC 793中规定MSL为2分钟,实际应用中常用的是30秒,1分钟和2分钟等。

2MSL即两倍的MSL,TCP的TIME_WAIT状态也称为2MSL 等待状态,当TCP的一端发起主动关闭,在发出最后一个ACK 包后,即第3次握手完成后发送了第四次握手的ACK包后就进入了TIME_WAIT状态,必须在此状态上停留两倍的MSL时间,等待2MSL时间主要目的是怕最后一个ACK包对方没收到,那么对方在超时后将重发第三次握手的FIN包,主动关闭端接到重发的FIN包后可以再发一个ACK应答包。

在TIME_WAIT状态时两端的端口不能使用,要等到2MSL时间结束才可继续使用。

当连接处于2MSL等待阶段时任何迟到的报文段都将被丢弃。

不过在实际应用中可以通过设置SO_REUSEADDR选项达到不必等待2MSL时间结束再使用此端口。

TTL与MSL是有关系的但不是简单的相等的关系,MSL要大于等于TTL。

TCP/IP的超时与重传使用的是“指数退避”的方式。

分别为1、3、6、12、24、48和多个64秒。

首次分组传输与复位信号传输之间的时间差约为9分钟。

重传超时时间
RTO
影响超时重传机制协议效率的一个关键参数是重传超时时间(RTO,Retransmission TimeOut)。

RTO的值被设置过大过小都会对协议造成不利影响。

如果RTO设置过大将会使发送端经过较长时间的等待才能发现报文段丢失,降低了连接数据传输的吞吐量;另一方面,若RTO过小,发送端尽管可以很快地检测出报文段的丢失,但也可能将一些延迟大的报文段误认为是丢失,造成不必要的重传,浪费了网络资源。

[1]
RTO的设定
如果底层网络的传输特性是可预知的,那么重传机制的设计相对简单得多,可根据底层网络的传输时延的特性选择一个合适的RTO,使协议的性能得到优化。

但是TCP的底层网络环境是一个完全异构的互联结构。

在实现端到端的通信时,不同端点之间传输通路的性能可能存在着巨大
的差异,而且同一个TCP连接在不同的时间段上,也会由于不同的网络状态具有不同的传输时延。

因次,TCP协议必须适应两个方面的时延差异:一个是达到不同目的端的时延的差异,另一个是统一连接上的传输时延随业务量负载的变化而出现的差异。

为了处理这种底层网络传输特性的差异性和变化性,TCP 的重传机制相对于其他协议显然也将更为复杂,其复杂性主要表现在对超时时间间隔的处理上。

为此,TCP协议使用自适应算法(Adaptive Retransmission Algorithm)以适应互联网分组传输时延的变化。

这种算法的基本要点是TCP监视每个连接的性能(即传输时延),由此每一个TCP连接推算出合适的RTO值,当连接时延性能变化时,TCP也能够相应地自动修改RTO的设定,以适应这种网络的变化。

tcp四次挥手编辑
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由于TCP连接是全双工的,因此每个方向都必须单独进行关闭。

这个原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。

收到一个FIN只意味着这一方向上没有数据流动,一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。

首先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方执行被动关闭。

(1)客户端A发送一个FIN,用来关闭客户A到服务器B的数据传送(报文段4)。

(2)服务器B收到这个FIN,它发回一个ACK,确认序号为收到的序号加1(报文段5)。

和SYN一样,一个FIN将占用一个序号。

(3)服务器B关闭与客户端A的连接,发送一个FIN给客户端A(报文段6)。

(4)客户端A发回ACK报文确认,并将确认序号设置为收到序号加1(报文段7)
TCP采用四次挥手关闭连接如图所示为什么建立连接协议是三次握手,而关闭连接却是四次握手呢?
这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的建连请求后,它可以把ACK和SYN(ACK起应答作用,而SYN起同步作用)放在一个报文里来发送。

但关闭连接时,当收到对方的FIN报文通知时,它仅仅表示对方没有数据发送给你了;但未必你所有的数据都全部发送给对方了,所以你可以未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后,再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了,所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。

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