网络编程_牛客博客

1、TCP/IP五层协议

TCP/IP五层协议自底而上分别为Physical Layer（物理层）Data Link Layer（数据链路层）、Network Layer（网络层）、Transport Layer（传输层）和Application Layer（应用层）。

Fig.流程图

规定通信设备的机械的、电气的、功能的和过程的特性，用以建立、维护和拆除物理链路连接。属于物理层定义的典型规范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。

在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻结点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧（Frame）在信道上无差错的传输，并进行各电路上的动作系列。

1.以太网协议：规定了多少电信号为一组，数据包被称为帧（Frame）。

其中head被称为标头，主要提供了发送者、接收者以及数据类型等信息，data为数据内容。head长度为18字节，data长度为46～1500字节。

2.MAC地址：即网卡地址，全世界独一无二，采用48个二机制位表示，通常用12个16进制位表示。前6为为厂商编号，后6为为厂商网卡流水号。

3.广播：即broadcasting。在同一子网内，通过最为原始等方式，把数据发送到整个子网，让接收方根据MAC确定。

1.作用：为每台计算机分配IP；确定哪些计算机在同一子网。

2.网络地址：简称网址，用来确定计算机子网络。

3.IP协议：规定网络地址的协议，所定义的地址成为IP地址。其中IPv4由32个二进制位组成，通常用4个10进制位表示，范围为0.0.0.0～255.255.255.255。

IP数据包同样包括标头和数据两部分，其中标头包含版本号、长度和IP地址等。head长度为20～60字节，data最大为65535字节。

IP数据包是放入以太网数据包数据部分，此时以太网数据包如下：

4.子网掩码：表示子网络特征的一个参数，用32个2进制位表示，形式上类似IP地址。网络部分全部位1，主机部分全部为0。

因此，可以通过对两台主机分别进行IP地址和子网掩码做AND运算，来判断这两台主机是否在同一子网内。

5、ARP协议：

1）两台主机不在同一子网内

只能把数据包传到两个网络间网管处处理。

2）两台主机在同一子网内

通过ARP协议，采用6组16进制表示这是一个广播地址，子网内每台主机都会收到。如果接受方发现IP地址与自己相同，则把MAC地址上报。

6.端口：

端口范围为0～65535，正好为16个二进制位，其中0～1023被系统占用，1024～65535可以被其他应用使用。

1.作用：进行端口到端口到通信，如127.0.0.1:10247-->biezhi.me:443。传输层主要有UDP协议和TCP协议

2.UNIX系统把主机+端口称为套接字socket。

3.UDP协议：

UDP数据包同样包括标头和数据两部分，其中标头包含发出端口、接收端口等，UDP数据包放入IP数据包数据部分。

其中标头为8个字节，整个UDP数据包长度最大为65535字节（正好为IP数据包数据部分的最大长度）。现在以太网数据包结构如下：

4.TCP协议：

TCP数据包和UDP一样，内嵌在IP数据包数据部分。但是TCP数据包长度无限制，理论上可以无限长。通常为了效率，TCP数据包长度不会超过IP数据包数据部分长度。

相对于UDP而言，保证了数据不会丢失，可以认为有确认机制的UDP；缺点则是过程复杂，实现困难，消耗较多资源。

5.TCP与UDP比较

TCP	UDP	备注
面向连接；	面向无连接；	TCP提供了检查和重传机制，序号标示，滑动窗口，确认应答。
提供可靠服务；	不保证可靠；
点对点;	一对一，多对一，多对多
资源消耗较高；	资源消耗较少；
	实时性强；

6.TCP的三次握手和四次挥手（重点）

TCP的三次握手：

第一次握手：建立连接时，客户端发送SYN（请求同步）包到服务器，并进入SYN_SENT（请求连接）状态，等待服务器确认；
第二次握手：服务器收到收到SYN包，必须确认客户端的SYN（x+1），同时自己也发送一个SYN包（SYN=y），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV（SYN派遣）状态；
第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK（y+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。客户端与服务器才正式开始传输数据。
理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中任何一方主动关闭连接之前，TCP连接都将被一直保持下去。

TCP的四次挥手：

第一次挥手：主动关闭方调用close，会发送一个长度为0的数据包以及FIN（结束标志），用来关闭主动方到被动关闭方的数据传送（注意：此时主动关闭方还可以接受数据）；
第二次挥手：被动关闭方收到FIN包，发送一个ACK给对方，确认序号为收到序号+1；
第三次挥手：被动关闭方发送一个FIN，用来关闭被动关闭方到主动关闭方到数据传送；
第四次挥手：主动关闭方收到FIN后，发送一个ACK给被动关闭方，确认序号为收到序号+1，至此，完成四次挥手。