第十三章 TCP/IP和网络

一、知识点总结

1 TCP/IP协议

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇， 只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。TCP/IP的各个层级以及每个层级的代表性组之间及其功能如下：

2 IP主机和IP地址

• 一个 IP地址的网络部分被称为网络号或者网络地址,主机可以与具有相同的网络号的设备直接通讯
• IP地址是TCP/IP网络中用来唯一标识每台主机或设备的地址，IP地址由32位（共四个八位组）的二进制组成。IP地址分为两部分，左边网络编号部分用来标识主机所在的网络；右边部分用来标识主机本身，这部分称为主机地址。连接到同一网络的主机必须拥有相同的网络编号。

3 IP协议

IP协议是TCP/IP协议族的动力，它为上层协议提供无状态、无连接、不可靠的服务。

• 无状态是指IP通信双方不同步传输数据的状态信息，因此所有IP数据报的发送、传输和接收都是相互独立、没有上下文关系的。这种服务最大的缺点就是无法处理乱序和重复的IP数据报。面向连接的协议，比如TCP协议，能够自己处理乱序的、重复的报文段，它递交给上层协议的内容绝对是有序的、正确的。无状态服务的优点也很明显：简单、高效。我们无需为保持通信的状态而分配一些内核资源，也无需每次传输数据时都携带状态信息。

• 无连接是指IP通信双方都不长久地维持对方的任何信息。这样上层协议每次发送数据的时候，都必须明确指定对方的IP地址。

• 不可靠是指IP协议不能保证IP数据报准确地到达接收端，它只是承诺尽最大努力。很多情况都可以导致IP数据报发送失败。比如，某个中转路由器发现IP数据报在网络上存活地时间太长，那么它将丢弃该报文，并返回一个ICMP错误消息给发送端。因此，使用IP服务地上层协议需要自己实现数据确认、超时重传等机制以达到可靠传输的目的。

4 ip数据包格式

5 路由器的功能

路由器的功能就是将不同的子网之间的数据进行传递。 具体功能有以下几点：

• 实现IP、TCP、UDP、ICMP等网络的互连。
• 对数据进行处理。收发数据包，具有对数据的分组过滤、复用、加密、压缩及防护墙等各项功能。
• 依据路由表的信息，对数据包下一传输目的地进行选择。
• 进行外部网关协议和其他自治域之间拓扑信息的交换。
• 实现网络管理和系统支持功能。
  

6 UDP

UDP提供了无连接通信，且不对传送数据包进行可靠性保证，适合于一次传输少量数据，UDP传输的可靠性由应用层负责。常用的UDP端口号有：53（DNS）、69（TFTP）、161（SNMP），使用UDP协议包括：TFTP、SNMP、NFS、DNS、BOOTP。
UDP报文没有可靠性保证、顺序保证和流量控制字段等，可靠性较差。但是正因为UDP协议的控制选项较少，在数据传输过程中延迟小、数据传输效率高，适合对可靠性要求不高的应用程序，或者可以保障可靠性的应用程序，如DNS、TFTP、SNMP等。

参考链接：
https://blog.csdn.net/qq_41727218/article/details/82461089
https://blog.csdn.net/m0_69354915/article/details/124394605