TCP/IP基础总结性学习（1）

摘要：二网络基础定义是互联网相关的各类协议族的总称。这种机制称为路由选择，机制如图所示确保可靠性的协议位于传输层，提供可靠的字节流服务。所谓的字节流服务是指，为了方便传输，将大块数据分割成以报文段为单位的数据包进行管理。

CERN（欧洲核子研究组织）的蒂姆 • 伯纳斯 - 李（Tim BernersLee） 博士提出了一种能让远隔两地的研究者们共享知识的设想。

最初设想的基本理念是：借助多文档之间相互关联形成的超文本 （HyperText），连成可相互参阅的 WWW（World Wide Web，万维 网）。

现在已提出了 3 项 WWW 构建技术，分别是：把 SGML（Standard Generalized Markup Language，标准通用标记语言）作为页面的文本标 记语言的 HTML（HyperText Markup Language，超文本标记语言）； 作为文档传递协议的 HTTP ；指定文档所在地址的 URL（UniformResource Locator，统一资源定位符）。 WWW 这一名称，是 Web 浏览器当年用来浏览超文本的客户端应用 程序时的名称。现在则用来表示这一系列的集合，也可简称为 Web。

定义：TCP/IP 是互联网相关的各类协议族的总称。

分层：TCP/IP 协议族按层次分别分 为以下四层：应用层、传输层、网络层和数据链路层。（分层的好处：每个层次内部能够自由设计，当某个地方需要改变设计时，就必须把所有部分整体替换掉。）

应用层
应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动。
TCP/IP 协议族内预存了各类通用的应用服务。比如，FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）和 DNS（Domain Name System，域名系统）服务就是其中两类。HTTP（Hypertext Transfer Protocol,超文本传输协议） 协议也处于该层。

传输层

传输层对上层应用层，提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传输。

在传输层有两个性质不同的协议：TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）和 UDP（User Data Protocol，用户数据报 协议）。

网络层（又名网络互连层）
网络层用来处理在网络上流动的数据包。数据包是网络传输的最小数据单位。该层规定了通过怎样的路径（所谓的传输路线）到达对方计算机，并把数据包传送给对方。与对方计算机之间通过多台计算机或网络设备进行传输时，网络层所起的作用就是在众多的选项内选择一条传输路线。

链路层（又名数据链路层，网络接口层）
用来处理连接网络的硬件部分。包括控制操作系统、硬件的设备驱动、NIC（Network Interface Card，网络适配器，即网卡），及光纤等物理可见部分（还包括连接器等一切传输媒介）。硬件上的范畴均在链路层的作用范围之内。

3.通信传输流：

利用 TCP/IP 协议族进行网络通信时，会通过分层顺序与对方进行通信。发送端从应用层往下走，接收端则往应用层往上走。接收端的服务器在链路层接收到数据，按序往上层发送，一直到应用 层。当传输到应用层，才能算真正接收到由客户端发送过来的 HTTP 请求。

发送端在层与层之间传输数据时，每经过一层时必定会被打上一个该 层所属的首部信息。反之，接收端在层与层传输数据时，每经过一层 时会把对应的首部消去。这种把数据信息包装起来的做法称为封装（encapsulate）。

1.负责传输的 IP 协议

IP（Internet Protocol）网际协议位于网络层。Internet Protocol 这个名称可能听起来有点夸张，但事实正是如此，因为几乎 所有使用网络的系统都会用到 IP 协议。

IP 协议的作用是把各种数据包传送给对方。而要保证确实传送到对方那里，则需要满足各类条件。其中两个重要的条件是 IP 地址和 MAC 地址（Media Access Control Address）。

IP 地址指明了节点被分配到的地址，MAC 地址是指网卡所属的固定地址。IP 地址可以和 MAC 地址进行配对。IP 地址可变换，但 MAC 地址基本上不会更改。

使用 ARP 协议（Address Resolution Protocol，地址解析协议）凭借 MAC 地址进行通信，根据通信方的 IP 地址就可以反查出对应的 MAC 地址。

在到达通信目标前的中转过程中，那些计算机和路由器等网络设备只能获悉很粗略的传输路线。这种机制称为路由选择（routing），机制如图所示：

2.确保可靠性的 TCP 协议 ：

TCP 位于传输层，提供可靠的字节流服务。 所谓的字节流服务（Byte Stream Service）是指，为了方便传输，将大块数据分割成以报文段（segment）为单位的数据包进行管理。

可靠的传输服务是指，能够把数据准确可靠地传给对方。一言以蔽之， TCP 协议为了更容易传送大数据才把数据分割，而且 TCP 协议能够确认数据最终是否送达到对方。TCP 协议采用了三次握手 （three-way handshaking）策略，该过程使用了 TCP 的标志（flag） —— SYN（synchronize） 和 ACK（acknowledgement）。发送端首先发送一个带 SYN 标志的数据包给对方。接收端收到后， 回传一个带有 SYN/ACK 标志的数据包以示传达确认信息。最后，发 送端再回传一个带 ACK 标志的数据包，代表“握手”结束。 若在握手过程中某个阶段莫名中断，TCP 协议会再次以相同的顺序发 送相同的数据包。附上图片更容易理解噢：

3.负责域名解析的 DNS 服务：

用户通常使用主机名或域名来访问对方的计算机，而不是直接通过 IP 地址访问。DNS 协议提供通过域名查找 IP 地址，或逆向从 IP 地址反查域名的服务。

通过下面这张图来了解下 IP 协议、TCP 协议和 DNS 服务在使用 HTTP 协议的通信过程中各自发挥了哪些作用

1.定义：
URI（Uniform Resource Identifier，统一资源标识符），URI 就是由某个协议方案
表示的资源的定位标识符。协议方案是指访问资源所使用的协议类型名称。采用 HTTP协议时，协议方案就是 http。除此之外，还有 ftp、mailto、telnet、file 等。
URL（Uniform Resource Locator，统一资源定位符），URL 正是使用 Web 浏览器等访问 Web 页面时需要输入的网页地址。

2.关系：URI 用字符串标识某一互联网资源，而URL表示资源的地点（互联网上所处的位置）。 可见 URL 是 URI 的子集。

3.URI 格式

表示指定的 URI，要使用涵盖全部必要信息的绝对 URI、绝对 URL 以 及相对 URL。相对 URL，是指从浏览器中基本 URI 处指定的 URL， 形如 /image/logo.gif

绝对 URI 的格式

使用 http: 或 https:
等协议方案名获取访问资源时要指定协议类型。不区分字母大小写，最后附一个冒号（:）。也可使用 data: 或 javascript: 这类指定数据或脚本程序的方案名。
登录信息（认证）：
指定用户名和密码作为从服务器端获取资源时必要的登录信息（身份认证）。此项是可选项。
服务器地址：
使用绝对 URI 必须指定待访问的服务器地址。地址可以是类似 hackr.jp 这种 DNS 可解析的名称，或是 192.168.1.1 这类 IPv4 地址 名，还可以是 [0:0:0:0:0:0:0:1] 这样用方括号括起来的 IPv6 地址名。
服务器端口号：
指定服务器连接的网络端口号。此项也是可选项，若用户省略则自动 使用默认端口号。
带层次的文件路径：
指定服务器上的文件路径来定位特指的资源。这与 UNIX 系统的文件 目录结构相似。
查询字符串：
针对已指定的文件路径内的资源，可以使用查询字符串传入任意参 数。此项可选。
片段标识符：
使用片段标识符通常可标记出已获取资源中的子资源（文档内的某个 位置）。但在 RFC 中并没有明确规定其使用方法。该项也为可选项。