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TCP/UDP网络协议以及网络分层

tcp连接就像打电话,两者之间必须有一条不间断的通路,数据不到达对方,对方就一直在等待,除非对方直接挂电话。先说的话先到,后说的话后到,有顺序。

udp就象寄一封信,发信者只管发,不管到。但是你的信封上必须写明对方的地址。 发信者和收信者之间没有通路,靠邮电局联系。信发到时可能已经过了很久,也可能根本没有发到。先发的信未必先到,后发的也未必后到。

说的很简单,具体的东西当然很复杂。但是java把所有的操作都封装好了,用起来到挺方便的

TCP—传输控制协议,提供的是面向连接、可靠的字节流服务。当客户和服务器彼此交换数据前,必须先在双方之间建立一个TCP连接,之后才能传输数据。TCP提供超时重发,丢弃重复数据,检验数据,流量控制等功能,保证数据能从一端传到另一端。

UDP—用户数据报协议,是一个简单的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性,它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去,但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接,且没有超时重发等机制,故而传输速度很快。

用TCP还是UDP,那要看你的程序注重哪一个方面?可靠还是快速?

说到TCP和UDP,首先要明白“连接”和“无连接”的含义,他们的关系可以用一个形象地比喻来说明,就是打电话和写信。两个人如果要通话,首先要建立连接——即打电话时的拨号,等待响应后——即接听电话后,才能相互传递信息,最后还要断开连接——即挂电话。写信就比较简单了,填写好收信人的地址后将信投入邮筒,收信人就可以收到了。从这个分析可以看出,建立连接可以在需要通信地双方建立一个传递信息的通道,在发送方发送请求连接信息接收方响应后,由于是在接受方响应后才开始传递信息,而且是在一个通道中传送,因此接受方能比较完整地收到发送方发出的信息,即信息传递的可靠性比较高。但也正因为需要建立连接,使资源开销加大(在建立连接前必须等待接受方响应,传输信息过程中必须确认信息是否传到及断开连接时发出相应的信号等),独占一个通道,在断开连接钱不能建立另一个连接,即两人在通话过程中第三方不能打入电话。而无连接是一开始就发送信息(严格说来,这是没有开始、结束的),只是一次性的传递,是先不需要接受方的响应,因而在一定程度上也无法保证信息传递的可靠性了,就像写信一样,我们只是将信寄出去,却不能保证收信人一定可以收到。

TCP是面向连接的,有比较高的可靠性,

一些要求比较高的服务一般使用这个协议,如FTP、Telnet、SMTP、HTTP、POP3等,而UDP是面向无连接的,使用这个协议的常见服务有DNS、SNMP、QQ等。对于QQ必须另外说明一下,QQ2003以前是只使用UDP协议的,其服务器使用8000端口,侦听是否有信息传来,客户端使用4000端口,向外发送信息(这也就不难理解在一般的显IP的QQ版本中显示好友的IP地址信息中端口常为4000或其后续端口的原因了),即QQ程序既接受服务又提供服务,在以后的QQ版本中也支持使用TCP协议了。

网络协议分层
TCP/IP协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)叫做传输控制/网际协议,又叫网络通讯协议,这个协议是Internet国际互联网络的基础。

TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议,传输控制协议(TCP)和网际协议(IP),但TCP/IP实际上是一组协议,它包括上百个各种功能的协议,如:远程登录、文件传输和电子邮件等,而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族,而不单单是TCP和IP。

TCP/IP是用于计算机通信的一组协议,我们通常称它为TCP/IP协议族。它是70年代中期美国国防部为其ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准,以它为基础组建的INTERNET是目前国际上规模最大的计算机网络,正因为INTERNET的广泛使用,使得TCP/IP成了事实上的标准。

之所以说TCP/IP是一个协议族,是因为TCP/IP协议包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNET、FTP、SMTP、ARP、TFTP等许多协议,这些协议一起称为TCP/IP协议。以下我们对协议族中一些常用协议英文名:

TCP(Transmission Control Protocol)传输控制协议
IP(Internet Protocol)网际协议
UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议
ICMP(Internet Control Message Protocol)互联网控制信息协议
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传输协议
SNMP(Simple Network manage Protocol)简单网络管理协议
FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议
ARP(Address Resolation Protocol)地址解析协议

从协议分层模型方面来讲,TCP/IP由四个层次组成:网络接口层、网络层、传输层、应用层。

其中:

网络接口层
这是TCP/IP软件的最低层,负责接收IP数据报并通过网络发送之,或者从网络上接收物理帧,抽出IP数据报,交给IP层。

网络层
负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面:

一、处理来自传输层的分组发送请求,收到请求后,将分组装入IP数据报,填充报头,选择去往信宿机的路径,然后将数据报发往适当的网络接口。

二、处理输入数据报:首先检查其合法性,然后进行寻径–假如该数据报已到达信宿机,则去掉报头,将剩下部分交给适当的传输协议;假如该数据报尚未到达信宿,则转发该数据报。

三、处理路径、流控、拥塞等问题。

传输层
提供应用程序间的通信。其功能包括:
一、格式化信息流;
二、提供可靠传输。为实现后者,传输层协议规定接收端必须发回确认,并且假如分组丢失,必须重新发送。

应用层
向用户提供一组常用的应用程序,比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。

现在我们来看一看,相对于OSI七层协议参考模型,TCP/IP协议是如何实现网络模型的。

OSI中的层 功能 TCP/IP协议族
应用层 文件传输,电子邮件,文件服务,虚拟终端 TFTP,HTTP,SNMP,FTP,SMTP,DNS,Telnet
表示层 数据格式化,代码转换,数据加密 没有协议
会话层 解除或建立与别的接点的联系 没有协议
传输层 提供端对端的接口 TCP,UDP
网络层 为数据包选择路由 IP,ICMP,RIP,OSPF,BGP,IGMP
数据链路层 传输有地址的帧以及错误检测功能 SLIP,CSLIP,PPP,ARP,RARP,MTU
物理层 以二进制数据形式在物理媒体上传输数据 ISO2110,IEEE802。IEEE802.2

数据链路层包括了硬件接口和协议ARP,RARP,这两个协议主要是用来建立送到物理层上的信息和接收从物理层上传来的信息;

网络层中的协议主要有IP,ICMP,IGMP等,由于它包含了IP协议模块,所以它是所有基于TCP/IP协议网络的核心。在网络层中,IP模块完成大部分功能。ICMP和IGMP以及其他支持IP的协议帮助IP完成特定的任务,如传输差错控制信息以及主机/路由器之间的控制电文等。网络层掌管着网络中主机间的信息传输。

传输层上的主要协议是TCP和UDP。正如网络层控制着主机之间的数据传递,传输层控制着那些将要进入网络层的数据。两个协议就是它管理这些数据的两种方式:TCP是一个基于连接的协议(还记得我们在网络基础中讲到的关于面向连接的服务和面向无连接服务的概念吗?忘了的话,去看看);UDP则是面向无连接服务的管理方式的协议。

应用层位于协议栈的顶端,它的主要任务就是应用了。上面的协议当然也是为了这些应用而设计的,具体说来一些常用的协议功能如下:

Telnet:提供远程登录(终端仿真)服务,好像比较古老的BBS就是用的这个登陆。
FTP :提供应用级的文件传输服务,说的简单明了点就是远程文件访问等等服务;
SMTP:不用说拉,天天用到的电子邮件协议。
TFTP:提供小而简单的文件传输服务,实际上从某个角度上来说是对FTP的一种替换(在文件特别小并且仅有传输需求的时候)。
SNTP:简单网络管理协议。看名字就不用说什么含义了吧。
DNS:域名解析服务,也就是如何将域名映射城IP地址的协议。
HTTP:不知道各位对这个协议熟不熟悉啊?这是超文本传输协议,你之所以现在能看到网上的图片,动画,音频,等等,都是仰仗这个协议在起作用啊!

什么是TCP/IP协议,划为几层,各有什么功能?

TCP/IP协议族包含了很多功能各异的子协议。为此我们也利用上文所述的分层的方式来剖析它的结构。TCP/IP层次模型共分为四层:应用层、传输层、网络层、数据链路层。

TCP/IP网络协议

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/网间网协议)是目前世界上应用最为广泛的协议,它的流行与Internet的迅猛发展密切相关—TCP/IP最初是为互联网的原型ARPANET所设计的,目的是提供一整套方便实用、能应用于多种网络上的协议,事实证明TCP/IP做到了这一点,它使网络互联变得容易起来,并且使越来越多的网络加入其中,成为Internet的事实标准。

* 应用层—应用层是所有用户所面向的应用程序的统称。ICP/IP协议族在这一层面有着很多协议来支持不同的应用,许多大家所熟悉的基于Internet的应用的实现就离不开这些协议。如我们进行万维网(WWW)访问用到了HTTP协议、文件传输用FTP协议、电子邮件发送用SMTP、域名的解析用DNS协议、 远程登录用Telnet协议等等,都是属于TCP/IP应用层的;就用户而言,看到的是由一个个软件所构筑的大多为图形化的操作界面,而实际后台运行的便是上述协议。

* 传输层—这一层的的功能主要是提供应用程序间的通信,TCP/IP协议族在这一层的协议有TCP和UDP。

* 网络层—是TCP/IP协议族中非常关键的一层,主要定义了IP地址格式,从而能够使得不同应用类型的数据在Internet上通畅地传输,IP协议就是一个网络层协议。

* 网络接口层—这是TCP/IP软件的最低层,负责接收IP数据包并通过网络发送之,或者从网络上接收物理帧,抽出IP数据报,交给IP层。

1.TCP/UDP协议

TCP (Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)协议属于传输层协议。其中TCP提供IP环境下的数据可靠传输,它提供的服务包括数据流传送、可靠性、有效流控、全双工操作和多路复用。通过面向连接、端到端和可靠的数据包发送。通俗说,它是事先为所发送的数据开辟出连接好的通道,然后再进行数据发送;而UDP则不为IP提供可靠性、流控或差错恢复功能。一般来说,TCP对应的是可靠性要求高的应用,而UDP对应的则是可靠性要求低、传输经济的应用。TCP支持的应用协议主要有:Telnet、FTP、SMTP等;UDP支持的应用层协议主要有:NFS(网络文件系统)、SNMP(简单网络管理协议)、DNS(主域名称系统)、TFTP(通用文件传输协议)等。

IP协议的定义、IP地址的分类及特点

什么是IP协议,IP地址如何表示,分为几类,各有什么特点?

为了便于寻址和层次化地构造网络,IP地址被分为A、B、C、D、E五类,商业应用中只用到A、B、C三类。

IP协议(Internet Protocol)又称互联网协议,是支持网间互连的数据报协议,它与TCP协议(传输控制协议)一起构成了TCP/IP协议族的核心。它提供网间连接的完善功能, 包括IP数据报规定互连网络范围内的IP地址格式。

Internet 上,为了实现连接到互联网上的结点之间的通信,必须为每个结点(入网的计算机)分配一个地址,并且应当保证这个地址是全网唯一的,这便是IP地址。

目前的IP地址(IPv4:IP第4版本)由32个二进制位表示,每8位二进制数为一个整数,中间由小数点间隔,如159.226.41.98,整个IP地址空间有4组8位二进制数,由表示主机所在的网络的地址(类似部队的编号)以及主机在该网络中的标识(如同士兵在该部队的编号)共同组成。

为了便于寻址和层次化的构造网络,IP地址被分为A、B、C、D、E五类,商业应用中只用到A、B、C三类。

* A类地址:A类地址的网络标识由第一组8位二进制数表示,网络中的主机标识占3组8位二进制数,A类地址的特点是网络标识的第一位二进制数取值必须为”0″。不难算出,A类地址允许有126个网段,每个网络大约允许有1670万台主机,通常分配给拥有大量主机的网络(如主干网)。

* B类地址:B类地址的网络标识由前两组8位二进制数表示,网络中的主机标识占两组8位二进制数,B类地址的特点是网络标识的前两位二进制数取值必须为”10″。B类地址允许有16384个网段,每个网络允许有65533台主机,适用于结点比较多的网络(如区域网)。

* C类地址:C类地址的网络标识由前3组8位二进制数表示,网络中主机标识占1组8位二进制数,C类地址的特点是网络标识的前3位二进制数取值必须为”110″。具有C类地址的网络允许有254台主机,适用于结点比较少的网络(如校园网)。

为了便于记忆,通常习惯采用4个十进制数来表示一个IP地址,十进制数之间采用句点”.”予以分隔。这种IP地址的表示方法也被称为点分十进制法。如以这种方式表示,A类网络的IP地址范围为1.0.0.1-127.255.255.254;B类网络的IP地址范围为:128.1.0.1-191.255.255.254;C类网络的IP地址范围为:192.0.1.1-223.255.255.254。

由于网络地址紧张、主机地址相对过剩,采取子网掩码的方式来指定网段号。

TCP/IP协议与低层的数据链路层和物理层无关,这也是TCP/IP的重要特点。正因为如此 ,它能广泛地支持由低两层协议构成的物理网络结构。目前已使用TCP/IP连接成洲际网、全国网与跨地区网

[来源:http://www.cnblogs.com/skyaspnet/archive/2010/05/15/1736266.html]

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