艾銻無限干貨集：TCP/IP協議簡介

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。在他執掌通用電器的19年中，公司一路迅跑，并因此連續三年在

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個事業部，在其各自的市場上數一數二。

如果單獨排名，通用電器有9個事業部能入選財富500強，從一家制造業巨頭轉變為以服務業和電子商務為導向的企業巨人，使百年歷史的通用電器

成為真正的業界領袖級企業。
   
本人喜歡杰克韋爾奇，并不是因為他創造了這樣一家偉大的企業，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導者之前,最大的成功就是自己的成長，而成為領導者之后，最大的成功就是幫助他人成長,培養更多的優秀人才才是領導者重之

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,更需要幫助你的管理者成為領導者,讓他們的潛能發揮出來,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，咨詢有關企業成長的課題。德魯克送給他一個簡單的問題：假設你是投資人，通用電

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

旗下的每個事業，都要成為市場領導者，“不是第一，就是第二，否則退出市場”。
 
透過這個故事我們發現,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CEO的你又是如何做的呢?
 
TCP/IP協議是一個協議簇。里面包括很多協議的。UDP只是其中的一個。之所以命名為TCP/IP協議，因為TCP,IP協議是兩個很重要的協議，就用他兩命名了。 TCP/IP協議集包括應用層,傳輸層，網絡層，網絡訪問層。其中應用層包括:

超文本傳輸協議(HTTP):萬維網的基本協議.  

文件傳輸(TFTP簡單文件傳輸協議):  

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,并在這臺主機上執行命令.   

網絡管理(SNMP簡單網絡管理協議),該協議提供了監控網絡設備的方法,以及配置管理,統計信息收集,性能管理及安全管理等.  

域名系統(DNS),該系統用于在internet中將域名及其公共廣播的網絡節點轉換成IP地址.

其次網絡層包括:   
Internet協議(IP)    
Internet控制信息協議(ICMP)   
地址解析協議(ARP)   
反向地址解析協議(RARP) 

最后說網絡訪問層:網絡訪問層又稱作主機到網絡層(host-to-network).網絡訪問層的功能包括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絡接口,網絡訪問層定義了和物理介質的連接.
當然我這里說得不夠完善，TCP/IP協議本來就是一門學問，每一個分支都是一個很復雜的流程，但我相信每位學習軟件開發的同學都有必要去仔細了解一番。下面我著重講解一下TCP協議和UDP協議的區別。TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協議）是面向連接的協議，也就是說，在收發數據前，必須和對方建立可靠的連接。一個TCP連接必須要經過三次“對話”才能建立起來，其中的過程非常復雜，只簡單的描述下這三次對話的簡單過程：主機A向主機B發出連接請求數據包：“我想給你發數據，可以嗎？”，這是第一次對話；主機B向主機A發送同意連接和要求同步（同步就是兩臺主機一個在發送，一個在接收，協調工作）的數據包：“可以，你什么時候發？”，這是第二次對話；主機A再發出一個數據包確認主機B的要求同步：“我現在就發，你接著吧！”，這是第三次對話。三次“對話”的目的是使數據包的發送和接收同步，經過三次“對話”之后，主機A才向主機B正式發送數據。

TCP三次握手過程
1 主機A通過向主機B 發送一個含有同步序列號的標志位的數據段給主機B ,向主機B 請求建立連接,通過這個數據段,
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據段來回應我.
2 主機B 收到主機A的請求后,用一個帶有確認應答(ACK)和同步序列號(SYN)標志位的數據段響應主機A,也告訴主機A兩件事:
我已經收到你的請求了,你可以傳輸數據了;你要用哪佧序列號作為起始數據段來回應我
3 主機A收到這個數據段后,再發送一個確認應答,確認已收到主機B 的數據段:"我已收到回復,我現在要開始傳輸實際數據了,這樣3次握手就完成了,主機A和主機B 就可以傳輸數據了.
3次握手的特點
沒有應用層的數據
SYN這個標志位只有在TCP建產連接時才會被置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完成數據傳輸后,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,確認這一方向上的TCP連接將關閉,將ACK置1
3 由B 端再提出反方向的關閉請求,將FIN置1
4 主機A對主機B的請求進行確認,將ACK置1,雙方向的關閉結束.

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,大大提高了數據通信的可靠性,使發送數據端
和接收端在數據正式傳輸前就有了交互,為數據正式傳輸打下了可靠的基礎名詞解釋
ACK  TCP報頭的控制位之一,對數據進行確認.確認由目的端發出,用它來告訴發送端這個序列號之前的數據段
都收到了.比如,確認號為X,則表示前X-1個數據段都收到了,只有當ACK=1時,確認號才有效,當ACK=0時,確認號無效,這時會要求重傳數據,保證數據的完整性.
SYN  同步序列號,TCP建立連接時將這個位置1

FIN  發送端完成發送任務位,當TCP完成數據傳輸需要斷開時,提出斷開連接的一方將這位置1TCP的包頭結構：
源端口 16位
目標端口 16位
序列號 32位
回應序號 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。UDP（User Data Protocol，用戶數據報協議）
（1） UDP是一個非連接的協議，傳輸數據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用程序的數據，并盡可能快地把它扔到網絡上。在發送端，UDP傳送數據的速度僅僅是受應用程序生成數據的速度、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，應用程序每次從隊列中讀一個消息段。
（2） 由于傳輸數據不建立連接，因此也就不需要維護連接狀態，包括收發狀態等，因此一臺服務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，相對于TCP的20個字節信息包的額外開銷很小。
（4） 吞吐量不受擁擠控制算法的調節，只受應用軟件生成數據的速率、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雜的鏈接狀態表（這里面有許多參數）。
（6）UDP是面向報文的。發送方的UDP對應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，應用程序需要選擇合適的報文大小。

我們經常使用“ping”命令來測試兩臺主機之間TCP/IP通信是否正常，其實“ping”命令的原理就是向對方主機發送UDP數據包，然后對方主機確認收到數據包，如果數據包是否到達的消息及時反饋回來，那么網絡就是通的。UDP的包頭結構：
源端口 16位
目的端口 16位
長度 16位

校驗和 16位小結TCP與UDP的區別：
1.基于連接與無連接；
2.對系統資源的要求（TCP較多，UDP少）；
3.UDP程序結構較簡單；
4.流模式與數據報模式 ；
5.TCP保證數據正確性，UDP可能丟包，TCP保證數據順序，UDP不保證。