tcp/ip知識點的總結

知識點搜集于網絡，在加上自己的總結，還有很多不全，希望大家多提意見，共享學習！

一、TCP/IP是什么？

TCP/IP是一個協議族，而不是單獨的協議。包括arp、ip、icmp、tcp、udp、http、ftp等協議

二、TCP/IP分層

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?從上面兩個圖表中可以看出ARP和RARP協議處于的網絡層次不同。由于IP協議使用了ARP協議，所以經常把ARP協議劃歸到網絡層，但是ARP協議的用途是為了從網絡層使用的IP地址解析出在數據鏈路層使用的硬件地址即MAC地址，所以有些地方也把ARP協議劃歸到數據鏈路層，但是一般情況下，我們還是把ARP和RARP協議劃分到網絡層，這個沒有明確的界限。

網絡接口層關鍵元素：MAC，網絡層關鍵元素：IP，傳輸層關鍵元素：端口號

三、TCP/IP數據包的封裝和分用

1、封裝過程，協議棧從上到下，如圖：

數據被送入協議棧中，然后逐個通過每一層直到被當作一串比特流送入網絡。其中每一層收到數據都要增加一些首部信息(有時候還要增加一下尾部信息)，最后到達以太網，也就是數據鏈路層，這時候把這這個比特流叫做幀。

2、數據分用過程，從協議棧由下往上，如圖：

目的主機收到以太網數據幀后，首先去掉各層協議加上的報文首部，同時每層協議盒都要去檢查報文首部中的協議標識，以確定接收數據的上層協議

四、TCP協議的三次握手和四次揮手

1、三次握手

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2、四次揮手

?3、為什么是三次握手，四次揮手？

握手3次原因：tcp中，一方接收到syn報文后，需向對方回應一個ack。三次握手中，第一個是syn報文，第二個是ack、syn報文，第三個ack報文。這樣就都回應了ack，需要3次。

揮手4次原因：tcp中，一方接收到fin報文后，需向對方回應一個ack，并且tcp可以實現半關閉。4次揮手中，第一個fin報文，第二個ack報文（它可能還要繼續傳送數據），第三個是fin報文（它已經不需要繼續傳送數據了），第四個ack報文。這樣就都回應了ack，需要4次

能否揮手3次：能。收到第一個fin報文后，它自己也不需要傳送數據了，回應fin、ack報文，對方再回應ack，總共三次，揮手完畢。實際中抓報文，有很多這樣的情況。

如果出現異常斷開情況，那么會直接發送RST報文，這種情況是兩次握手

五、TCP和UDP區別

1、TCP協議是有連接的，有連接的意思是開始傳輸實際數據之前TCP的客戶端和服務器端必須通過三次握手建立連接，會話結束之后通過四次揮手結束連接。而UDP是無連接的
2、TCP協議保證數據按序發送，按序到達，提供超時重傳來保證可靠性，但是UDP不保證按序到達，甚至不保證到達，只是努力交付，即便是按序發送的序列，也不保證按序送到
3、TCP協議所需資源多，TCP首部需20個字節（不算可選項），UDP首部字段只需8個字節
4、TCP有流量控制和擁塞控制，UDP沒有，網絡擁堵不會影響發送端的發送速率
5、TCP是一對一的連接，而UDP則可以支持一對一，多對多，一對多的通信
6、TCP面向的是字節流的服務，UDP面向的是報文的服務

六、TCP半連接狀態(半開連接，半關連接)

半開連接：

TCP的半開連接是指TCP連接的一端異常崩潰，或者在未通知對端的情況下關閉連接，這種情況下不可以正常收發數據，否則會產生RST(后面內容我們在介紹RST)。
比如一個常見的情況是TCP連接的一端異常斷電，就會導致TCP的半開連接。如果沒有數據傳輸，對端就不會知道本端的異常而一直處于ESTABLISHED狀態。
TCP半開連接是指發送了TCP連接請求，等待對方應答的狀態，此時連接并沒有完全建立起來,雙方還無法進行通信交互的狀態，此時就稱為半連接。
由于一個完整的TCP連接需要經過三次握手才能完成,這里把三次握手之前的連接都稱之為半連接。

半關閉連接：

TCP的半關連接是指TCP連接只有一方發送了FIN，另一方沒有發出FIN包，仍然可以在一個方向上正常發送數據。這種場景并不常見，一般來說Berkeley sockets API調用shutdown()接口時候就會進入半關閉狀態(調用常規的close()一般是期待完整的雙向關閉這個TCP連接)，shutdown()接口相當指示程序，本端已經沒有數據待發送，所以我發送一個FIN到對端，但是我仍然想要從對端接收數據，直到對端發送一個FIN指示關閉連接為止。

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