TCPIP笔记
计算机TCPIP协议
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的简写，中文译名为传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet 最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，简单地说，就是由网络层的IP 协议和传输层的TCP协议组成的。
TCP/IP 定义了电子设备（比如计算机）如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。
TCP/IP是一个四层的分层体系结构。
高层为传输控制协议，它负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。
低层是网际协议，它处理每个包的地址部分，使这些包正确的到达目的地。
协议结构TCP/IP（传输控制协议/网际协议）是互联网中的基本通信语言或协议。
在私网中，它也被用作通信协议。
当你直接网络连接时，你的计算机应提供一个TCP/IP程序的副本，此时接收你所发送的信息的计算机也应有一个TCP/IP程序的副本。
TCP/IP是一个四层的分层体系结构。
高层为传输控制协议(TCP,Transmission Control Protocol)，它负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。
这些包通过网络传送到接收端的TCP层，接收端的TCP层把包还原为原始文件。
低层是网际协议(IP,Internet Protocol)，它处理每个包的地址部分，使这些包正确的到达目的地。
网络上的网关计算机根据信息的地址来进行路由选择。
即使来自同一文件的分包路由也有可能不同，但最后会在目的地汇合。
TCP/IP使用客户端/服务器模式进行通信。
TCP/IP通信是点对点的，意思是通信是网络中的一台主机与另一台主机之间的。
TCP/IP与上层应用程序之间可以说是“没有国籍的”，因为每个客户请求都被看做是与上一个请求无关的。
正是它们之间的“无国籍的”释放了网络路径，才是每个人都可以连续不断的使用网络。
许多用户熟悉使用TCP/IP协议的高层应用协议。
包括万维网（www，world wide web）的超文本传输协议（HTTP），文件传输协议（FTP），远程网络访问协议(Telnet)和简单邮件传输协议（SMTP）。
第八章TCPIP协议2
NetWork
SLIP协议
IP分组
C0 db
c0 END
db ESC
dc
db ESC
dd
c0 END
提供在串行通信线路上封装IP分组的简单协议
如何实现数据的透明传输？
NetWork
SLIP协议
一种简单的组帧方式： （1）通信双方必须事先知道对方的IP地址， SLIP不支持在连接建立的过程中动态地分配IP 地址 （2）SLIP帧中没有协议类型域，只支持IP协 议 （3）SLIP帧中没有校验字段，在数据连路层 上无法检测出传输错误
0.0.0.13
保留的地址有 网络号全‘1‘，全‘0‘; 主机号全‘1‘，全’0‗
NetWork
特殊的IP地址
组播地址(multicast)
D类IP地址就是，即在224.0.0.0 – 239.255.255.255范围内的每个 IP地址，实际上代表一组特定的主机
组播地址和广播地址区别
广播地址是按主机的物理位置来划分各组的(属于同一个子网)，而 组播地址指定一个逻辑组，参与该组的机器可能遍布整个Internet 网。 组播地址主要用于电视会议、视频点播等应用 实际上，一个组播IP地址唯一地标志一个逻辑组。每个要求 参与组播接收的主机使用IGMP协议，主动登记到希望加人 的组中去。
2。有限广播地址：32位全“1‖的IP地址 局限在本网络或本子网范围内，当主机不 知道本机 所在的网络时可采用
32个比特全为1的IP地址 (即255.255.255.255)被称 为有限广播地址
NetWork
特殊用途IP地址
回送测试 形为 127.x.x.x 的地址称为回送地址.用于网络软件测试以及本地机进程间 通讯. 本网的某台主机 网络号部分全“0‖
tcpip路由协议第一卷 pdf
tcpip路由协议第一卷第一章：网络和路由选择基本知识网络是由一系列互相连接的节点构成的，这些节点可以是计算机、路由器或者其他网络设备。
在TCP/IP协议中，这些节点被称为"主机"。
网络的目的是允许这些节点之间进行通信。
路由选择是网络通信中的一项关键功能，它决定了数据包如何在不同的网络节点之间进行转发。
简单来说，路由选择就是确定最佳路径的过程，以将数据包从源主机传输到目标主机。
第二章：常用内部路由协议内部路由协议用于在自治系统内部路由数据包。
自治系统是一个网络组织，它在路由选择过程中采用统一的策略。
最常见的内部路由协议包括RIP（Routing Information Protocol）和OSPF（Open Shortest Path First）。
RIP是一种基于距离向量的路由协议，它通过在各个路由器之间交换路由信息，然后根据接收到的路由信息更新自身的路由表。
RIP协议在小型网络中表现良好，但在大型网络中可能会导致路由循环和收敛缓慢。
OSPF是一种基于链路状态的路由协议，它通过收集网络中所有路由器的链路状态信息，然后使用Dijkstra算法计算出最短路径。
OSPF协议能够快速收敛，并且能够处理大型网络中的路由问题。
第三章：路由控制工具在管理和控制网络路由时，通常会使用一些工具来帮助我们完成工作。
这些工具包括：1.BGP(Border Gateway Protocol)**:BGP是用于自治系统之间路由信息交换的外部网关协议。
它是唯一一种用来进行路由信息控制的协议。
2.EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)**:EIGRP是一种混合型的路由协议，结合了距离向量和链路状态的特性。
它提供了一种可靠的方法来确定最佳路径。
3.Static Routes**:静态路由是由管理员手动配置的路由，不依赖于任何动态路由协议。
虽然配置静态路由相对简单，但需要管理员对网络有深入的了解。
TCPIP基本概念解释及CH395应用说明
TCP/IP基本概念解释及CH395应用说明1、应用基础TCP/IP通常被认为是一个四层协议系统，自下而上依次可分为：链路层、网络层、运输层和应用层，TCP/IP协议簇中不同层次对应的协议有：TCP和UDP是两种比较重要的传输层协议，两者都使用IP作为网络层协议。
TCP是一种面向连接的传输，能够提供可靠的字节流传输服务。
UDP是一种简单的面向数据报的运输层协议，与TCP不同的是UDP无法保证数据报文准确达到目的地。
TCP为网络设备提供了高可靠性的通讯，它所做的工作包括把应用程序交给他的数据分成合适的小块交给下面的网络层，确认接收到的分组，设置发送最后确认分组超时时钟等，由于运输层提供了高可靠性的端到端的通信，应用层客户忽略所有细节。
而 UDP则为应用层提供一种非常简单的服务，速度较TCP快，它只是把数据报从一个网络终端发送到另一个网络终端，但是并不保证该数据报能够达到另一端，任何必需的可靠性都必须由应用层来提供。
IP是网络层上的协议，同时被TCP和UDP使用，TCP和UDP的每组数据都通过IP层在网络中进行传输。
ICMP是IP协议的附属协议，IP层用它来与其他主机或者路由器交换错误报文或者其他重要信息，例如CH395产生不可达中断，就是通过ICMP来进行错误报文交换的。
PING也使用了ICMP协议。
IGMP是Internet组管理协议，主要用来把一个UDP数据报多播到多个主机。
ARP为地址解析协议，用来转换IP层和网络接口层使用的地址。
2、CH395 TCP/IP协议栈实现CH395内部集成TCP/IP协议栈，提供链路层、网络层、运输层服务，方便客户直接进行应用层程序开发，缩短产品开发周期。
CH395 是以太网协议栈管理芯片，用于单片机系统进行以太网通讯，CH395 支持三种通讯接口：8 位并口、SPI 接口或者异步串口，单片机/DSP/MCU/MPU 等控制器可以通过上述任何一种通讯接口控制 CH395 芯片进行以太网通讯。
TCPIP
定义TCP/IP 是供已连接因特网的计算机进行通信的通信协议。
TCP/IP 指传输控制协议/网际协议(Transmission Control Protocol / Internet Protocol)。
TCP/IP 定义了电子设备（比如计算机）如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。
TCP/IP（传输控制协议/网际协议）是互联网中的基本通信语言或协议。
在私网中，它也被用作通信协议。
当你直接网络连接时，你的计算机应提供一个TCP/IP程序的副本，此时接收你所发送的信息的计算机也应有一个TCP/IP程序的副本。
TCP/IP是一个两层的程序。
高层为传输控制协议，它负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。
这些包通过网络传送到接收端的TCP层，接收端的TCP层把包还原为原始文件。
低层是网际协议，它处理每个包的地址部分，使这些包正确的到达目的地。
网络上的网关计算机根据信息的地址来进行路由选择。
即使来自同一文件的分包路由也有可能不同，但最后会在目的地汇合。
TCP/IP使用客户端/服务器模式进行通信。
TCP/IP通信是点对点的，意思是通信是网络中的一台主机与另一台主机之间的。
TCP/IP与上层应用程序之间可以说是―没有国籍的‖，因为每个客户请求都被看做是与上一个请求无关的。
正是它们之间的―无国籍的‖释放了网络路径，才是每个人都可以连续不断的使用网络。
许多用户熟悉使用TCP/IP协议的高层应用协议。
包括万维网的超文本传输协议（HTTP），文件传输协议（FTP），远程网络访问协议(Teln et)和简单邮件传输协议（SMTP）。
这些协议通常和TCP/IP协议打包在一起。
使用模拟电话调制解调器连接网络的个人电脑通常是使用串行线路接口协议（SLIP）和点对点协议（P2P）。
这些协议压缩IP包后通过拨号电话线发送到对方的调制解调器中。
与TCP/IP协议相关的协议还包括用户数据报协议（UDP），它代替TCP/IP协议来达到特殊的目的。
TCPIP概念与简介
1.1.2 局域网的概念
• 在Internet没有形成之前，各个地方已经建
立了很多小型的网络，称为局域网。 Internet的中文意义是“网际网”，它实际 上就是将全球各地的局域网连接起来而形 成的一个“网之间的网（即网际网）”。 然而，在连接之前的各式各样的局域网却 存在不同的网络结构和数据传输规则。
2.1 IP地址概念
• 在Internet上连接的所有计算机，从大型机到微型
计算机都是以独立的身份出现，我们称它为主机。 为了实现各主机间的通信，每台主机都必须有一 个唯一的网络地址。就好像每一个住宅都有唯一 的门牌一样，才不至于在传输数据时出现混乱。 Internet的网络地址是指连入Internet网络的计算 机的地址编号。所以，在Internet网络中，网络地 址唯一地标识一台计算机。
• IP地址可确认网络中的任何一个网络和计算
机，而要识别其他网络或其中的计算机， 则是根据这些IP地址的分类来确定的。一般 将IP地址按节点计算机所在网络规模的大小 分为A，B，C三类，默认的网络掩码是根据 IP地址中的第一个字段确定的。
2.3.2 IP地址的分类（1）
• A类地址 • A类地址的表示范围为：
1.4.3 网际协议IP(3)
• 网际协议IP协议提供了能适应各种各样网络
硬件的灵活性，对底层网络硬件几乎没有 任何要求，任何一个网络只要可以从一个 地点向另一个地点传送二进制数据，就可 以使用IP协议加入 Internet 了。
1.4.4 IP协议对于网络通信的意义
• 网络中的计算机通过安装IP软件，使许许多
192.0.0.0~223.255.255.255，默认网络掩码为： 255.255.255.0；C类地址分配给小型网络，如一 般的局域网和校园网，它可连接的主机数量是最 少的，采用把所属的用户分为若干的网段进行管 理。C类网络用前三组数字表示网络的地址，最后 一组数字作为网络上的主机地址。
TCPIP网络协议技术手册
TCPIP网络协议技术手册随着互联网的迅速发展，TCP/IP网络协议已经成为全球范围内数据通信的基本协议。
作为一本TCP/IP网络协议技术手册，本文将全面介绍TCP/IP网络协议的各个方面，包括协议的基本概念、协议栈结构、各层协议的功能和特点等内容。
本手册旨在帮助读者深入了解TCP/IP 网络协议，提供技术指导和实践经验，以便更好地应用和管理TCP/IP 网络。
一、协议的基本概念1.1 TCP/IP协议的起源TCP/IP协议是由美国国防部高级研究计划局（ARPA）在20世纪70年代初开发的，旨在实现分布式数据网络的互连。
本节将介绍TCP/IP协议的起源、发展和基本原理。
1.2 TCP/IP协议的基本特性TCP/IP协议具有面向连接、可靠性传输、分层结构和互联网架构等特点。
本节将详细解释这些特性，并对TCP/IP协议相比其他网络协议的优势进行分析。
二、协议栈结构及功能2.1 TCP/IP协议栈的结构TCP/IP协议栈由四层组成，分别是网络接口层、互联网层、传输层和应用层。
本节将介绍每一层的功能和作用，并重点阐述各层之间的交互关系。
2.2 网络接口层网络接口层是TCP/IP协议栈的最底层，负责处理物理硬件和局域网之间的数据交换。
本节将讨论以太网、Wi-Fi等常见的网络接口技术，以及网络接口层协议的工作原理。
2.3 互联网层互联网层是TCP/IP协议栈的核心层，主要负责实现分组交换和路由转发。
本节将介绍IP协议的特点和功能，以及网络编址、路由选择和IP数据报的格式等内容。
2.4 传输层传输层负责在源主机和目的主机之间建立端到端的数据传输连接，并提供可靠的数据传输服务。
本节将详细介绍TCP和UDP两种传输协议的特点和应用场景，以及TCP连接建立和终止的过程。
2.5 应用层应用层是TCP/IP协议栈的最高层，提供各种网络应用程序的服务。
本节将介绍常见的应用层协议，如HTTP、FTP、SMTP等，并阐述这些协议的工作原理和功能。
第4章 TCPIP协议族
图4-7
主机 A 广播发送 ARP 请求分组
ARP 请求
ARP协议工作示意图
我是 209.0.0.5，硬件地址是 00-00-C0-15-AD-18 我想知道主机 209.0.0.6 的硬件地址 ARP 请求 209.0.0.5 A ARP 请求 ARP 请求 209.0.0.6 Y B Z
X
00-00-C0-15-AD-18
图4-8 计算机的网间通信
主机 H1 IP1 HA1 硬件地址 HA3 路由器 R1 HA4 局域网 HA5 路由器 R2 HA6 局域网
主机 H2 IP2 HA2
局域网
2．逆地址解析协议RARP
逆地址解析协议 RARP (Reverse Address Resolution Protocol) 使只知道自己硬件地址的 主机能够知道其 IP 地址。这种主机往往是无 盘工作站。 因此 RARP协议目前已很少使用。 这种无盘工作站一般只要运行其ROM中的文件 传送代码，就可用下行装载方法从局域网上其 他主机得到所需的操作系统和TCP/IP通信软件， 但这些软件中并没有IP地址。无盘工作站要运 行ROM中的RARP来获得其IP地址。
4.1.2 ARP与RARP协议
在数据通信过程中，要同时用到逻辑地 址与物理地址，需要实现二者之间的映 射。地址解析协议（ARP）与逆地址解析 协议（RARP）就是来完成逻辑地址与物 理地址的映射任务的。
1．地址解析协议ARP
IP地址是不能直接用来进行通信的。这是因为IP地址 只是主机在抽象的网络层中的地址。若要将网络层中 传送的数据报交给目的主机，还要传到链路层转变为 MAC帧后才能发送到实际的网络上。因此，不管网络 层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据 帧时，最终还是必须使用硬件地址。 由于IP地址有32位，而局域网的硬件地址是48位，因 此它们之间不存在简单的映射关系。此外，在一个网 络上可能经常会有新的主机加入进来，或撤走一些主 机。更换网卡也会使主机的硬件地址改变。可见主机 中应存放一个从IP地址到硬件地址的映射表，并且这 个映射表还必须能够经常动态更新。地址解析协议ARP （Address Resolution Protocol）很好地解决了这些问 题。
TCP、IP 协议详解
3.2 四次挥手（重点） 四次挥手即终止TCP连接，就是指断开一个TCP连接时，需要客户 端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。在socket编程中， 这一过程由客户端或服务端任一方执行close来触发。 由于TCP连接是全双工的，因此，每个方向都必须要单独进行关 闭，这一原则是当一方完成数据发送任务后，发送一个FIN来终止 这一方向的连接，收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流 动了，即不会再收到数据了，但是在这个TCP连接上仍然能够发 送数据，直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行 主动关闭，而另一方则执行被动关闭。 下面来看看四次挥手的流程图：
通过端口号识别应用 1.2 通过 IP 地址、端口号、协议号进行通信识别 仅凭目标端口号识别某一个通信是远远不够的。
通过端口号、IP地址、协议号进行通信识别 ① 和② 的通信是在两台计算机上进行的。它们的目标端口号相 同，都是80。这里可以根据源端口号加以区分。 ③ 和 ① 的目标端口号和源端口号完全相同，但它们各自的源 IP 地址不同。 此外，当 IP 地址和端口号全都一样时，我们还可以通过协议号 来区分（TCP 和 UDP）。
3.1 三次握手（重点）
TCP 提供面向有连接的通信传输。面向有连接是指在数据通信 开始之前先做好两端之间的准备工作。 所谓三次握手是指建立一个 TCP 连接时需要客户端和服务器端 总共发送三个包以确认连接的建立。在socket编程中，这一过 程由客户端执行connect来触发。 下面来看看三次握手的流程图：
三次握手 第一次握手：客户端将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=J， 并将该数据包发送给服务器端，客户端进入SYN_SENT状态，等待 服务器端确认。 第二次握手：服务器端收到数据包后由标志位SYN=1知道客户端 请求建立连接，服务器端将标志位SYN和ACK都置为1，ack=J+1， 随机产生一个值seq=K，并将该数据包发送给客户端以确认连接请 求，服务器端进入SYN_RCVD状态。 第三次握手：客户端收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否 为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包 发送给服务器端，服务器端检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如 果正确则连接建立成功，客户端和服务器端进入ESTABLISHED状 态，完成三次握手，随后客户端与服务器端之间可以开始传输数据 了。
通信协议TCPIP协议栈
通信协议TCPIP协议栈注：本⽂内容来⾃⽹友⼤神，作为学习笔记记录在此。
如有雷同，敬请谅解；⾸先普及⼀些基本概念：IP地址：IPv4 32位的地址，现在常⽤的是Ｂ类或者Ｃ类地址DNS：域名系统。
提供主机名（⽹址）与IP的转换服务。
RFC：tcp/ip协议的标准⽂档。
端⼝号（port）：TCP，UDP上的逻辑号码；⽽不是硬件端⼝。
TCP/IP协议栈主要分为四层：应⽤层、传输层、⽹络层、数据链路层；每层都有相应的协议；所谓的协议：就是双⽅进⾏数据传输的⼀种格式。
整个⽹络中使⽤的协议有很多，所幸的是每⼀种协议都有RFC⽂档。
先来看看⼀帧以太⽹数据包的格式：⼀、TCP协议TCP协议在运输层。
⾯向连接（先建⽴连接），所以保证⾼可靠性（数据⽆丢失、数据⽆失序、数据⽆错误、数据⽆重复到达）传输协议。
⼆、UDP协议与TCP同级别。
⽆连接，不保证可靠的传输层协议。
三、IP协议IP是TCP/IP协议族中最为核⼼的协议。
所有的TCP、UDP、ICMP、IGMP数据都是以IP数据报格式传输。
他的特点如下：不可靠。
不能保证IP数据报能成功地到达⽬的地。
IP仅提供最好的传输服务。
如果发⽣某种错误，e.g.某个路由器暂时⽤完了缓冲区，IP有⼀个简单的错误处理算法：丢弃该数据报，然后发送ICMP消息给信源端。
任何要求的可靠性必须由上层来提供（如TCP）。
⽆连接。
IP并不维护任何关于后续数据报的状态信息。
每隔数据报的处理是互相独⽴的。
也说明，IP数据包可以不按发送顺序接收。
如果⼀信源向相同的信宿发送两个连续的数据报（A,B），他们独⽴地进⾏路由选择，可能不同的路线，B可能在A之前到达。
接下来是介绍详细的头部格式：1. IP报⽂格式IP协议往往被封装在以太⽹帧中传送。
⽽所有的TCP、UDP、ICMP、IGMP数据都被封装在IP数据报中传送。
如图下⾯是IP头部（报头）格式：版本字段（4bits）：当前为IPv4,0100报头长度（4bits）：⽤于表⽰报头的长度。
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以太网驱动程序首先根据以太网首部中的“上层协议”字段确定该数据帧的有效载荷（payload，指除去协议首部之外实际传输的数据）是IP、ARP 还是RARP 协议的数据报，然后交给相应的协议处理。
假如是IP 数据报，IP 协议再根据IP 首部中的“上层协议”字段确定该数据报的有效载荷是TCP、UDP、ICMP 还是IGMP，然后交给相应的协议处理。
假如是TCP 段或UDP 段，TCP 或UDP 协议再根据TCP 首部或UDP 首部的“端口号”字段确定应该将应用层数据交给哪个用户进程。
IP 地址是标识网络中不同主机的地址，而端口号就是同一台主机上标识不同进程的地址，IP 地址和端口号合起来标识网络中唯一的进程。
注意，虽然IP、ARP 和RARP 数据报都需要以太网驱动程序来封装成帧，但是从功能上划分，ARP 和RARP 属于链路层，IP 属于网络层。
虽然ICMP、IGMP、TCP、UDP 的数据都需要IP 协议来封装成数据报，但是从功能上划分，ICMP、IGMP 与IP 同属于网络层，TCP 和UDP 属于传输层。
其中的源地址和目的地址是指网卡的硬件地址（也叫MAC 地址），长度是48位，是在网卡出厂时固化的。
用ifconfig 命令看一下，“HWaddr 00:15:F2:14:9E:3F”部分就是硬件地址。
协议字段有三种值，分别对应IP、ARP、RARP。
帧末尾是CRC 校验码。
注意到源MAC 地址、目的MAC 地址在以太网首部和ARP 请求中各出现一次，对于链路层为以太网的情况是多余的，但如果链路层是其它类型的网络则有可能是必要的。
硬件类型指链路层网络类型，1为以太网，协议类型指要转换的地址类型，0x0800为IP 地址，后面两个地址长度对于以太网地址和IP 地址分别为6和4（字节），op 字段为1表示ARP 请求，op字段为2表示ARP 应答。