艾銻無限干貨集：TCP/IP協(xié)議簡介

2020-03-05 18:01 作者：艾銻無限 瀏覽量：

3月2日早晨,這個世界上最偉大的CEO,前通用電器的掌舵人杰克韋爾奇因病逝世。在他執(zhí)掌通用電器的19年中，公司一路迅跑，并因此連續(xù)三年在

美國<<財富雜志>>全美最受推崇公司評選中名列前茅。

通用電器在他的執(zhí)掌時市場資本增長30多倍，達到了4500億美元，排名從世界第10提升到第1名。已有12個事業(yè)部，在其各自的市場上數(shù)一數(shù)二。

如果單獨排名，通用電器有9個事業(yè)部能入選財富500強，從一家制造業(yè)巨頭轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑?wù)業(yè)和電子商務(wù)為導(dǎo)向的企業(yè)巨人，使百年歷史的通用電器

成為真正的業(yè)界領(lǐng)袖級企業(yè)。
   
本人喜歡杰克韋爾奇，并不是因為他創(chuàng)造了這樣一家偉大的企業(yè)，貢獻了這樣一個讓人難以啟迪的高度，而是因為他的管理哲學以及管理理念，他

認為在你沒有成為領(lǐng)導(dǎo)者之前,最大的成功就是自己的成長，而成為領(lǐng)導(dǎo)者之后，最大的成功就是幫助他人成長,培養(yǎng)更多的優(yōu)秀人才才是領(lǐng)導(dǎo)者重之

之重的工作。  
在一次電視訪談中,主持人問杰克,除了你的這些管理理念,還有什么對于一個CEO來說是非常重要的,杰克韋爾奇說偉大的CEO就是偉大的教練，作為

一名CEO,不只是去管理你的企業(yè),更需要幫助你的管理者成為領(lǐng)導(dǎo)者,讓他們的潛能發(fā)揮出來,這才是一名CEO該做的事.

杰克為什么會這么推崇一位CEO要成為一名教練,我想也是源于他和管理學大師德魯克先生的一段故事.
 
當年，杰克·韋爾奇出任通用電氣總裁伊始，他去求見德魯克，咨詢有關(guān)企業(yè)成長的課題。德魯克送給他一個簡單的問題：假設(shè)你是投資人，通用電

氣這家公司有哪些事業(yè)，你會想要買？這個大乎哉的問題對韋爾奇產(chǎn)生了決定性的影響。經(jīng)過反復(fù)思考，韋爾奇作出了著名的策略決定：通用電氣

旗下的每個事業(yè)，都要成為市場領(lǐng)導(dǎo)者，“不是第一，就是第二，否則退出市場”。
 
透過這個故事我們發(fā)現(xiàn),管理學的大師德魯克先生并沒有給杰克什么解決方案,而只是僅僅提出了一個問題,讓杰克從更高維度上來思考通用這家公司,

到底作為CEO你想要的是什么,他就立刻知道自己接下來如何干了.

作為企業(yè)CEO的你又是如何做的呢?
 
TCP/IP協(xié)議是一個協(xié)議簇。里面包括很多協(xié)議的。UDP只是其中的一個。之所以命名為TCP/IP協(xié)議，因為TCP,IP協(xié)議是兩個很重要的協(xié)議，就用他兩命名了。 TCP/IP協(xié)議集包括應(yīng)用層,傳輸層，網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)訪問層。其中應(yīng)用層包括:

超文本傳輸協(xié)議(HTTP):萬維網(wǎng)的基本協(xié)議.  

文件傳輸(TFTP簡單文件傳輸協(xié)議):  

遠程登錄(Telnet),提供遠程訪問其它主機功能,它允許用戶登錄    

internet主機,并在這臺主機上執(zhí)行命令.   

網(wǎng)絡(luò)管理(SNMP簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議),該協(xié)議提供了監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的方法,以及配置管理,統(tǒng)計信息收集,性能管理及安全管理等.  

域名系統(tǒng)(DNS),該系統(tǒng)用于在internet中將域名及其公共廣播的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點轉(zhuǎn)換成IP地址.

其次網(wǎng)絡(luò)層包括:   
Internet協(xié)議(IP)    
Internet控制信息協(xié)議(ICMP)   
地址解析協(xié)議(ARP)   
反向地址解析協(xié)議(RARP) 

最后說網(wǎng)絡(luò)訪問層:網(wǎng)絡(luò)訪問層又稱作主機到網(wǎng)絡(luò)層(host-to-network).網(wǎng)絡(luò)訪問層的功能包括IP地址與物理地址硬件的映射,以及將IP封裝成幀.基于不同硬件類型的網(wǎng)絡(luò)接口,網(wǎng)絡(luò)訪問層定義了和物理介質(zhì)的連接.
當然我這里說得不夠完善，TCP/IP協(xié)議本來就是一門學問，每一個分支都是一個很復(fù)雜的流程，但我相信每位學習軟件開發(fā)的同學都有必要去仔細了解一番。下面我著重講解一下TCP協(xié)議和UDP協(xié)議的區(qū)別。TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協(xié)議）是面向連接的協(xié)議，也就是說，在收發(fā)數(shù)據(jù)前，必須和對方建立可靠的連接。一個TCP連接必須要經(jīng)過三次“對話”才能建立起來，其中的過程非常復(fù)雜，只簡單的描述下這三次對話的簡單過程：主機A向主機B發(fā)出連接請求數(shù)據(jù)包：“我想給你發(fā)數(shù)據(jù)，可以嗎？”，這是第一次對話；主機B向主機A發(fā)送同意連接和要求同步（同步就是兩臺主機一個在發(fā)送，一個在接收，協(xié)調(diào)工作）的數(shù)據(jù)包：“可以，你什么時候發(fā)？”，這是第二次對話；主機A再發(fā)出一個數(shù)據(jù)包確認主機B的要求同步：“我現(xiàn)在就發(fā)，你接著吧！”，這是第三次對話。三次“對話”的目的是使數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收同步，經(jīng)過三次“對話”之后，主機A才向主機B正式發(fā)送數(shù)據(jù)。

TCP三次握手過程
1 主機A通過向主機B 發(fā)送一個含有同步序列號的標志位的數(shù)據(jù)段給主機B ,向主機B 請求建立連接,通過這個數(shù)據(jù)段,
主機A告訴主機B 兩件事:我想要和你通信;你可以用哪個序列號作為起始數(shù)據(jù)段來回應(yīng)我.
2 主機B 收到主機A的請求后,用一個帶有確認應(yīng)答(ACK)和同步序列號(SYN)標志位的數(shù)據(jù)段響應(yīng)主機A,也告訴主機A兩件事:
我已經(jīng)收到你的請求了,你可以傳輸數(shù)據(jù)了;你要用哪佧序列號作為起始數(shù)據(jù)段來回應(yīng)我
3 主機A收到這個數(shù)據(jù)段后,再發(fā)送一個確認應(yīng)答,確認已收到主機B 的數(shù)據(jù)段:"我已收到回復(fù),我現(xiàn)在要開始傳輸實際數(shù)據(jù)了,這樣3次握手就完成了,主機A和主機B 就可以傳輸數(shù)據(jù)了.
3次握手的特點
沒有應(yīng)用層的數(shù)據(jù)
SYN這個標志位只有在TCP建產(chǎn)連接時才會被置1

握手完成后SYN標志位被置0TCP建立連接要進行3次握手,而斷開連接要進行4次
1 當主機A完成數(shù)據(jù)傳輸后,將控制位FIN置1,提出停止TCP連接的請求
2  主機B收到FIN后對其作出響應(yīng),確認這一方向上的TCP連接將關(guān)閉,將ACK置1
3 由B 端再提出反方向的關(guān)閉請求,將FIN置1
4 主機A對主機B的請求進行確認,將ACK置1,雙方向的關(guān)閉結(jié)束.

由TCP的三次握手和四次斷開可以看出,TCP使用面向連接的通信方式,大大提高了數(shù)據(jù)通信的可靠性,使發(fā)送數(shù)據(jù)端
和接收端在數(shù)據(jù)正式傳輸前就有了交互,為數(shù)據(jù)正式傳輸打下了可靠的基礎(chǔ)名詞解釋
ACK  TCP報頭的控制位之一,對數(shù)據(jù)進行確認.確認由目的端發(fā)出,用它來告訴發(fā)送端這個序列號之前的數(shù)據(jù)段
都收到了.比如,確認號為X,則表示前X-1個數(shù)據(jù)段都收到了,只有當ACK=1時,確認號才有效,當ACK=0時,確認號無效,這時會要求重傳數(shù)據(jù),保證數(shù)據(jù)的完整性.
SYN  同步序列號,TCP建立連接時將這個位置1

FIN  發(fā)送端完成發(fā)送任務(wù)位,當TCP完成數(shù)據(jù)傳輸需要斷開時,提出斷開連接的一方將這位置1TCP的包頭結(jié)構(gòu)：
源端口 16位
目標端口 16位
序列號 32位
回應(yīng)序號 32位
TCP頭長度 4位
reserved 6位
控制代碼 6位
窗口大小 16位
偏移量 16位
校驗和 16位
選項  32位(可選)

這樣我們得出了TCP包頭的最小長度，為20字節(jié)。UDP（User Data Protocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）
（1） UDP是一個非連接的協(xié)議，傳輸數(shù)據(jù)之前源端和終端不建立連接，當它想傳送時就簡單地去抓取來自應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)，并盡可能快地把它扔到網(wǎng)絡(luò)上。在發(fā)送端，UDP傳送數(shù)據(jù)的速度僅僅是受應(yīng)用程序生成數(shù)據(jù)的速度、計算機的能力和傳輸帶寬的限制；在接收端，UDP把每個消息段放在隊列中，應(yīng)用程序每次從隊列中讀一個消息段。
（2） 由于傳輸數(shù)據(jù)不建立連接，因此也就不需要維護連接狀態(tài)，包括收發(fā)狀態(tài)等，因此一臺服務(wù)機可同時向多個客戶機傳輸相同的消息。
（3） UDP信息包的標題很短，只有8個字節(jié)，相對于TCP的20個字節(jié)信息包的額外開銷很小。
（4） 吞吐量不受擁擠控制算法的調(diào)節(jié)，只受應(yīng)用軟件生成數(shù)據(jù)的速率、傳輸帶寬、源端和終端主機性能的限制。
（5）UDP使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，因此主機不需要維持復(fù)雜的鏈接狀態(tài)表（這里面有許多參數(shù)）。
（6）UDP是面向報文的。發(fā)送方的UDP對應(yīng)用程序交下來的報文，在添加首部后就向下交付給IP層。既不拆分，也不合并，而是保留這些報文的邊界，因此，應(yīng)用程序需要選擇合適的報文大小。

我們經(jīng)常使用“ping”命令來測試兩臺主機之間TCP/IP通信是否正常，其實“ping”命令的原理就是向?qū)Ψ街鳈C發(fā)送UDP數(shù)據(jù)包，然后對方主機確認收到數(shù)據(jù)包，如果數(shù)據(jù)包是否到達的消息及時反饋回來，那么網(wǎng)絡(luò)就是通的。UDP的包頭結(jié)構(gòu)：
源端口 16位
目的端口 16位
長度 16位

校驗和 16位小結(jié)TCP與UDP的區(qū)別：
1.基于連接與無連接；
2.對系統(tǒng)資源的要求（TCP較多，UDP少）；
3.UDP程序結(jié)構(gòu)較簡單；
4.流模式與數(shù)據(jù)報模式 ；
5.TCP保證數(shù)據(jù)正確性，UDP可能丟包，TCP保證數(shù)據(jù)順序，UDP不保證。