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Linux网络编程 TCP/IP协议概述 网络编程基础 网络高级编程 1、TCP/IP协议概述 1.1 OSI参考模型与TCP/IP参考模型 1.2 TCP/IP协议族 TCP/IP 实际上一个一起工作的通信家族，为网际数据通信提供通路。为讨论方便可将 TCP/IP 协议组大体上分为三部分： 1．Internet 协议（IP） 2．传输控制协议（TCP）和用户数据报文协议（UDP） 3．处于TCP 和UDP 之上的一组协议专门开发的应用程序。它们包括：TELNET，文件传送协议（FTP），域名服务（DNS）和简单的邮件传送程序（SMTP）等许多协议。 1.2.1 网络层 第一部分也称为网络层。包括Internet 协议（IP）、网际控制报文协议（ICMP）和地址识别协议（ARP）. Internet 协议（IP）。 该协议被设计成互联分组交换通信网，以形成一个网际通信环境。它负责在源主机和目的地主机之间传输来自其较高层软件的称为数据报文的数据块，它在源和目的地之间提供非连接型传递服务。 网际控制报文协议（ICMP）。 它实际上不是IP层部分，但直接同IP层一起工作，报告网络上的某些出错情况。允许网际路由器传输差错信息或测试报文。 地址识别协议（ARP）。 ARP 实际上不是网络层部分，它处于IP和数据链路层之间，它是在32位IP地址和48位局域网物理地址之间执行翻译的协议。 1.2.2 传输层协议 第二部分是传输层协议。包括传输控制协议和用户数据报文协议。 传输控制协议（TCP）。 由于IP 提供非连接型传递服务，因此TCP应为应用程序存取网络创造了条件，使用可靠的面向连接的传输层服务。该协议为建立网际上用户进程之间的对话负责。此外，还确保两个以上进程之间的可靠通信。它所提供的功能如下。 1．监听输入对话建立请求。 2．请求另一网络站点对话。 3．可靠的发送和接收数据。 4．适度的关闭对话。 1.2.3 应用程序部分 用户数据报文协议（UDP）。UDP 提供不可靠的非连接型传输层服务，它允许在源和目的地站点之间传送数据，而不必在传送数据之前建立对话。此外，该协议还不使用TCP使用的端对端差错校验。当使用UDP时，传输层功能全都发挥，而开销却比较低。它主要用于那些不要求TCP协议的非连接型的应用程序。例如，名字服务、网络管理、视频点播和网络会议等。 最后是应用程序部分。这部分包括Telnet，文件传送协议（FTP 和TFTP），简单的文件传送协议（SMTP）和域名服务（DNS）等协议。 TCP/IP 使用了主干网络，能连接各种主机和LAN 的多级分层结构，局部用户能方便的联网，不致影响到整个网络系统。此外这种结构还有利于局部用户控制操作和管理。 TCP/IP 具有两个主要功能。第一是IP在网络之间（有时在个别网络内部）提供路由选择。第二是TCP将TP传递的数据传送的接收主机那的适当的处理部件。 1.3 Internet 协议（IP） IP主要有以下四个主要功能： （1）数据传送 （2）寻址 （3）路由选择 （4）数据报文的分段 1.3.1 IP功能 IP的主要目的是为数据输入/输出网络提供基本算法，为高层协议提供无连接的传送服务。这意味着在IP将数据递交给接收站点以前不在传输站点和接收站点之间建立对话（虚拟链路）。它只是封装和传递数据，但不向发送者或接收者报告包的状态，不处理所遇到的故障。 IP协议不注意包内的数据类型，它所知道的一切是必须将某些称为IP 帧头的控制协议加到高层协议（TCP 或者UDP）所接受的数据上。 1.3.2 IP 地址 在TCP/IP网络中，每个主机都有唯一的地址，它是通过IP协议来实现的。IP协议要求在每次与TCP/IP网络建立连接时，每台主机都必须为这个连接分配一个唯一的32位地址，因为在这个32位IP地址中，不但可以用来识别某一台主机，而且还隐含着网际间的路径信息。需要强调指出的，这里的主机是指网络上的一个节点，不能简单地理解为一台计算机，实际上IP地址是分配给计算机的网络适配器（即网卡）的，一台计算机可以有多个网络适配器，就可以有多个IP地址，一个网络适配器就是一个节点。 IP地址为32位地址，一般以4个字节表示。每个字节的数字又用十进制表示，即每个字节的数的范围是0~255，且每个数字之间用点隔开，例如：12，这种记录方法称为“点-分”十进制记号法。IP地址的结构如下所示： 1.3.3 IP地址的分类 Internet地址可分成5类： A、B、C三类由InterNIC（Internet网络信息中心）在全球范围内统一分配，D、E类为特殊地址。 A 类网络地址有128 个（支持127）个网络，占有最左边的一个字节（8 位）。高位（0）表示识别这种地