IP被称为Internet协议，是Internet上使用的关键底层协议。 TCP/IP是一种通用通信协议，它使Internet成为允许不同类型的计算机和不同操作系统之间连接的网络。
作者：Kwang Feng来源：今日头条新闻| 2019-03-28 13: 34收藏分享
IP地址
定义：
IP被称为Internet协议，是Internet上使用的关键底层协议。 TCP/IP是一种通用通信协议，它使Internet成为允许不同类型的计算机和不同操作系统之间连接的网络。
特征：
IP协议可以灵活地适应各种网络硬件。几乎不需要底层网络硬件。任何网络都可以将二进制数据从一个位置传输到另一个位置，并且可以使用IP协议将内存添加到Internet。
要求：
对于通信需求，必须在连接到Internet的每台计算机上运行IP软件。为了随时准备发送或接收信息。
物质：
IP地址由IP协议指定，并由32位二进制数（IPv4）表示。最新的IPv6协议将IP地址提高到128位，这使得IP地址更加广泛，可以解决当前IP地址的不足。但是，IPv6协议距离实际应用还有一段距离。目前，大多数操作系统和应用软件都基于32位IP地址。
组成：
32位IP地址（IPv4）主要分为前缀和后缀两部分。前缀表示计算机所属的物理网络（网络号），后缀确定网络上的唯一计算机（主机号）。这是：
IP地址=网络号+主机号
分类：
在Internet上，每个物理网络都具有唯一的网络号。根据网络号，IP地址可以分为五类，即A类，B类，C类，D类和E类。其中，A类，B类和C类属于基类，D类用于组播传输，E类属于保留类。各种IP地址的范围如下：
网站地址：
在IP地址中，主机地址为0，表示网络地址。例如：128.111.0.0。
广播地址（所有'1'地址）：
网络号后面的所有地址都是1，表示广播地址。
退货地址：
127.0.0.1表示用于测试的返回地址，也称为本地地址。
全'0'地址：
对应当前主持人。
ABC主类型地址保留区域：
IP/TCP协议和握手过程以及数据包格式中间级别
域名系统（DNS）
域名系统是一个分布式数据库，提供将主机名（即URL）转换为IP地址的服务。RFC
Request For Comments（RFC）是按编号安排的一系列文件。该文档收集有关Internet的信息，以及UNIX和Internet社区的软件文件，包括tcp/ip协议的标准文档。
港口
端口包括两种类型，逻辑端口和物理端口。
物理端口是指物理上存在的端口，例如ADSL调制解调器，集线器，交换机或路由器上用于连接其他网络设备的接口，例如RJ-45端口，SC端口，等等。
逻辑端口是用于区分逻辑意义上的服务的端口，例如TCP/IP协议中的服务端口。端口号范围为0到65535，例如端口80用于浏览Web服务，端口21用于FTP服务。等待。
IP/TCP协议和握手过程以及数据包格式中间级别
港口代码
由于存在大量物理端口和逻辑端口，总共（2 ^ 16-1），为了区分端口，每个端口都有编号，即端口号。传输层的端口号分为服务器使用的端口号（0-49151 [已知端口号（0-1023），注册端口号（1024-49151）]））和使用的端口号客户（49151-65535）。网络常用端口号 - 江亚伟的博客--CSDN博客
应用程序编程接口（API）
API是一些预定义的功能。常用的编程接口是socket和TLI。其功能包括：远程过程调用（RPC），标准查询语言（SQL），文件传输和信息传递。 API可以应用于所有计算机平台和操作系统。
摘要设计文档的界面部分很简单，一般分为三个部分：用户界面，外部界面和内部界面。用户界面只需要简要描述用户操作和反馈结果；外部接口简要描述了硬件输入输出，网络传输协议等；内部接口简要描述了模块之间的值传输，数据传输等。
IP/TCP协议和握手过程以及数据包格式中间级别
包格式
TCP/IP协议的每一层都发送不同的数据包。公共IP数据包，TCP数据包，UDP数据包和ICMP数据包。
IP/TCP协议和握手过程以及数据包格式中间级别
IP数据报：
IP数据包在IP协议之间发送，主要在以太网和互联网协议模块之间发送，为兄弟会传输提供未链接的数据。 IP协议不保证数据包的传输，但发送的最大数据量。 IP协议提供不可靠的无连接数据报传输服务，IP层提供的服务通过IP层封装和解包数据报来实现。 IP协议结构定义如下：Typedef struct HeadIP {
无符号char headerlen: 4； //头长，4位数
无符号字符版本: 4； //版本，4位数
无符号字符servertype； //服务类型，占8位，即一个字节
无符号短总数； //总长度，16位
无符号短标识； //它由idoff组成，代表16位。前3位是标识符，后13位是切片偏移。
无符号短暂的idoff；
无符号字符； //生存时间，占8位数
unsigned char proto； //协议，占8位数
无符号短校验和； //第一校验和，16位
unsigned int sourceIP； //源IP地址，即32位
无符号int destIP； //目标IP地址，32位
} HeadIP；
注意：理论上，IP数据包的最大长度为655535字节，受IP标头的16位总长度字段限制。
IP路由过程：
IP/TCP协议和握手过程以及数据包格式中间级别
TCP数据报：
传输控制协议TCP是一种用于提供可靠数据传输的流行协议。它在网络协议模块和TCP模块之间传输。 TCP数据包分为两部分：TCP标头和数据。 TCP数据封装在IP数据包的数据部分中，类似于udp的IP数据包。 TCP标头包含源端口，目标端口，序列号，确认序列号，标头长度，符号位，窗口，校验和，紧急指针，可选，填充和数据区域。当发送数据时，应用层将数据发送到传输层，并且利用TCP的TCP报头，数据构成分组。如果添加到IP报头，则报文IP层的数据构成IP分组。 TCP头结构定义如下：
Typedef struct HeadTCP {
WORD SourcePort； //16位源端口号
WORD DePort； //16位目标端口号
DWORD SequenceNo； //32位序列号DWORD ConfirmNo； //32位确认序列号
BYTE HeadLen； //是一个带Flag的组件，头的长度，4位，6位，6位，总共16位
BYTE标志；
WORD WndSize； //16位窗口大小
WORD CheckSum； //16位校验和
WORD UrgPrt； //16位紧急指针
} HeadTCP；
TCP提供完全可靠的，面向连接的全双工（包含两个独立且相对的连接）流服务，允许两个应用程序建立连接并以全双工方向发送数据。然后终止连接。每个TCP连接都可靠地建立并完全终止，并且在终止发生之前可靠地传输所有数据。
IP/TCP协议和握手过程以及数据包格式中间级别
更着名的TCP概念是三次握手。所谓的三次握手是指双方之间交换三次信息。三次握手是确保在丢包，重复和延迟的情况下双方之间信息交换的确定性的必要和充分条件。
TCP/IP三次握手建立连接：
第一次握手：客户端 - 发送---- syn包（seq=x）-----服务器 - 进入SYN_END状态，等待服务器确认；
第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=x + 1），并发送SYN包（seq=x），即SYN + ACK包，服务器进入SYN—— RECV状态；
第三次握手：客户端从服务器接收SYN + ACK数据包，并向服务器发送确认数据包ACK（ack=y + 1）。发送数据包后，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成握手，并建立连接。
IP/TCP协议和握手过程以及数据包格式中间级别
注意：握手时，发送的数据包不包含数据；建立连接后，数据正式传输。将保持TCP连接，直到主动关闭连接。
数据传输机制：
1.超时重传：该机制用于确保TCP传输的可靠性。
2.快速重传：收到连续丢包信息后，发送方立即开始重传，保存等待超时。
3.流量控制：TCP滑动窗口流量控制。滑动窗口可以是提高TCP传输效率的机制。
4.拥塞控制：基于整个网络考虑，拥塞策略算法主要包括:慢启动，拥塞避免，拥塞发生和快速恢复。
TCP四次握手断开：第一次握手：主要中断发送FIN以通知断开连接的一方：我即将关闭数据传输通道。此时，主要休息也可以接收数据。
第二次握手：在收到FIN报文后，被破坏的一方向主断开方发送ACK，确认序列号是接收到的序列号+1（与SNK相同，一个FIN占用序列号）。
第三次握手：被破坏的一方发送一个FIN通知活动方：我即将关闭数据传输通道。
第四次握手：在接收到FIN之后，主断开方向断开的一方发送ACK，确认序列号是接收到的序列号+1，并且两个信道都断开。四挥手完成。
IP/TCP协议和握手过程以及数据包格式中间级别
注意：可靠的传输服务软件用于数据流。
UDP包：
用户数据报协议UDP是无连接协议。使用此协议后，两个应用程序不需要建立连接。他为应用程序提供一次性数据传输服务。 UDP协议在Internet协议模块和UDP模块之间工作。它不提供错误恢复，也不能提供数据重传。因此，使用UDP协议的应用程序更复杂，例如DNS（域名解析服务）应用程序。 UDP包头结构如下：
Typedef struct HeadUDP {
WORD SourcePort； //16位端口号
WORD DePort； //16位目标端口
WORD Len； //16位UDP长度
WORD ChkSum； //16位UDP校验和
} HeadUDP；
UDP数据包分为两部分：伪标头和标头。
标头包含原始IP地址，目标IP地址，协议字，UDP长度，源端口，目标端口，数据包长度，校验和和数据区域，它们被设置用于计算和验证。
伪标头包含IP标头中的一些字段，其目的是对UDP进行两次检查，以查看数据是否正确到达目的地。使用UDP协议时，协议字为17，包长度包括头和数据区的总长度，最小长度为8个字节。校验和以16为单位，每个校验和都是补码（第一个数字是符号位）并求和，然后相加。
今天的大多数系统都提供UDP数据包，默认情况下可以读写超过8192个字节（使用此默认值是因为8192是NFS读写用户数据的默认值）。由于UDP协议经过纠错，传输过程类似于IP协议，即IP数据包，然后ARP协议用于解析物理地址并最终发送。
UDP网络发送和接收数据：
IP/TCP协议和握手过程以及数据包格式中间级别
ICMP包
ICMP协议称为Internet控制包协议。作为IP协议的辅助协议，ICMP协议用于与其他主机或路由器交换错误包和其他重要信息，并可以将某个设备的故障信息发送给其他设备。 ICMP包头结构如下:Typedef struct HeadICMP {
BYTE类型； //8位类型
BYTE代码； //8位代码
WORD ChkSum； //16位校验和
} HeadICMP；

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