重修笔记之网络编程原理TCP/IP和TCP、UDP

占位图、不重要

TCP/IP[Transmission Control protocol/Internet Protocol、传输控制协议/因特网互联协议]是一种网络通信协议，它规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机和另一个主机之间的数据往来格式及传送方式。

一、OSI模型和TCP/IP模型

TCP/IP的层次比较简单，共分四层，分别为：应用层、传输层、网络互联层和网络接口层。

应用层：
应用层对应于OSI参考模型的高层，主要负责应用程序的协议，如HTTP、FTP。

传输层：
传输层对应于OSI参考模型的传输层，负责为应用层实体提供端到端的通信功能。
该层定义了两个主要的协议，分别为TCP[传输控制协议]和UDP[用户数据协议]

网络互连层：
网络互联层对应于OSI参考模型的网络层，
主要用于将传输的数据进行分组，并且将分组后的数据发送到目标计算机或者网络。
该层包含：
ICMP[网际协议]、ARP[地址解析协议]、IGMP[互联网组管理协议]、ICMP[互联网控制报文协议]4个主要协议

网络接口层：
网络接口层对应于OSI参考模型的数据链路层、物理层、负责监听数据在主机与网络之间的交换。

OSI参考模型		TCP/IP参考模型
应用层	——	应用层
表示层
会话层
传输层	——	传输层[TCP/UDP]
网络层	——	网络互连层[IP]
数据链路层	——	网络接口层
物理层

二、面向连接的TCP

面向连接是指正式通信前必须要与对方建立起连接。
一个TCP连接必须经过三次握手才能建立起来，通信完成时需要 拆除连接：

建立连接的流程是：
主动发出SYN连接请求以后，等待对方回答SYN+ACK，并且最终对方的SYN执行ACK确认。
建立步骤：
1、客户端发送SYN报文给服务器端，进入SYN_SEND状态 
2、服务器端收到SYN报文，回应一个SYN+ACK报文，进入SYN_RECV状态
3、客户端收到服务器端的SYN报文，回应一个ACK报文，进入Established状态

经历了这3个步骤之后，客户端和服务器端成功的建立了连接，这是可以传输数据了。

连接终止：
建立一个连接需要3步，而断开需要 4次握手，
这是由于TCP的半关闭所造成的[从执行被动关闭的一端到执行主动关闭的一端数据流动是可能的]

连接终止流程：
1、一个应用程序首先调用close，
该端执行了'主动关闭'，于是向TCP发送一个FIN分节，表示数据发送完毕
2、接收到FIN的另一端执行'被动关闭'，这个FIN由TCP确认。
3、一段时间后，接收到这个文件结束符的应用程序将调用close关闭它的套接字。
这导致它的TCP也发送一个FIN。
4、接收这个最终FIN的原发送端TCP'[即执行主动关闭的那一端]'确认这个FIN。

三、面向非连接的UDP

面向非连接是指在正式通信前不必与对方先建立连接，不管对方状态如何均可以直接发送。与手机发送短信非常相似，仅输入对方的号码就能够发送信息。
UDP[User Data Protocol，用户数据报协议]与TCP正好相反。它是面向非连接的协议。因而，UDP适用于一次只传递少量数据，且无可靠性要求不高的应用环境，如QQ。

四、TCP与UDP的区别

TCP与UDP都是用于传输，但两者有着各自的特点

协议	TCP	UDP
是否连接	建立连接、形成传输数据的通道	将数据源和目的封装成数据包中、不需要建立连接
应用场合	连接中进行大数据传输[数据大小不受限制]	少量数据[每个数据报的大小限制在64KB之间]
传输可靠性	通过3次握手完成连接、可靠协议、安全传送	只管发送、不确定对方是否接收到、因而不需建立连接、不可靠协议
速度	速度慢	速度快

TCP保证了数据的安全性，因而被广泛采用