# TCP 初探
#### 前言:
* **精通 TCP/IP，熟練使用 Socket 進行網路編程。**
**看到這句話，有沒有感到很熟悉呀？相信很多人在投遞簡歷的時候都看到過這條要求，很多人會覺得我們在實際開發中一般用不到這些知識，所以對這些東西不屑一顧.**
**但是筆者認為想要做出更好的 APP,那么對這些基礎知識必須要有一定的了解，這樣你才能考慮得更加全面和完善，下面就讓我們一起來了解一下，什么是 TCP/IP.**
# 1.什么是 TCP/IP?
##### TCP/IP 是一類協議系統，它是用于網絡通信的一套協議集合．
##### 傳統上來說 TCP/IP 被認為是一個四層協議
### 1) 網絡接口層:
**主要是指物理層次的一些接口,比如電纜等．**
### 2) 網絡層:
**提供獨立于硬件的邏輯尋址,實現物理地址與邏輯地址的轉換．**
**在 TCP / IP 協議族中，網絡層協議包括 IP 協議（網際協議），ICMP 協議（ Internet 互聯網控制報文協議），以及 IGMP 協議（ Internet 組管理協議）.**
### 3) 傳輸層:
**為網絡提供了流量控制,錯誤控制和確認服務.**
**在 TCP / IP 協議族中有兩個互不相同的傳輸協議： TCP（傳輸控制協議）和 UDP（用戶數據報協議）.**
### 4) 應用層:
**為網絡排錯,文件傳輸,遠程控制和 Internet 操作提供具體的應用程序**
# 2.數據包
**在 TCP / IP 協議中數據先由上往下將數據裝包，然后由下往上拆包**
**在裝包的時候，每一層都會增加一些信息用于傳輸，這部分信息就叫報頭，當上層的數據到達本層的時候，會將數據加上本層的報頭打包在一起，繼續往下傳遞．**
裝包
**在拆包的時候，每一層將本層需要的報頭讀取后，就將剩下的數據往上傳．**
**這個過程有點像俄羅斯套娃，所以有時候人們也會用俄羅斯套娃來形容這個過程.**
俄羅斯套娃
# 3.網絡接口層
**這一塊主要主要涉及到一些物理傳輸，比如以太網，無線局域網．這里就不做詳細的介紹了**
# 4.網絡層
**前面有提到，網絡層主要就是做物理地址與邏輯地址之間的轉換．**
**目前市場上應用的最多的是 32 位二進制的 IPv4 ,因為 IPv4 的地址已經不夠用了，所以 128 位二進制的 IPv6 應用越來越廣泛了(但是下面的介紹都是基于 IPv4 進行的)**
### 1) IP:
**TCP/IP 協議網絡上的每一個網絡適配器都有一個唯一的 IP 地址.**
**IP 地址是一個 32 位的地址,這個地址通常分成 4 端，每 8 個二進制為一段，但是為了方便閱讀，通常會將每段都轉換為十進制來顯示，比如大家非常熟悉的 192.168.0.1**
**IP 地址分為兩個部分：**
* **網絡 ID**
* **主機 ID**
**但是具體哪部分屬于網絡 ID,哪些屬于主機 ID 并沒有規定.**
**因為有些網絡是需要很多主機的，這樣的話代表主機 ID 的部分就要更多，但是有些網絡需要的主機很少，這樣主機 ID 的部分就應該少一些.**
**絕大部分 IP 地址屬于以下幾類**
* **A 類地址：IP 地址的前 8 位代表網絡 ID ，后 24 位代表主機 ID。**
* **B 類地址：IP 地址的前 16 位代表網絡 ID ，后 16 位代表主機 ID。**
* **C 類地址：IP 地址的前 24 位代表網絡 ID ，后 8 位代表主機 ID。**
**這里能夠很明顯的看出 A 類地址能夠提供出的網絡 ID 較少，但是每個網絡可以擁有非常多的主機**
**但是我們怎么才能看出一個 IP 地址到底是哪類地址呢？**
* **如果 32 位的 IP 地址以 0 開頭，那么它就是一個 A 類地址。**
* **如果 32 位的 IP 地址以 10 開頭，那么它就是一個 B 類地址。**
* **如果 32 位的 IP 地址以 110 開頭，那么它就是一個 C 類地址。**
**那么轉化為十進制（四段）的話，我們就能以第一段中的十進制數來區分 IP 地址到底是哪類地址了。**
### 注意：
* **十進制第一段大于 223 的屬于 D 類和 E 類地址，這兩類比較特殊也不常見，這里就不做詳解介紹了。**
* **每一類都有一些排除地址，這些地址并不屬于該類，他們是在一些特殊情況使用地址（后面會介紹）**
* **除了這樣的方式來劃分網絡，我們還可以把每個網絡劃分為更小的網絡塊，稱之為子網（后面會介紹）**
**全是 0 的主機 ID 代表網絡本身，比如說 IP 地址為 130.100.0.0 指的是網絡 ID 為130.100 的 B 類地址。**
**全是 1 的主機 ID 代表廣播，是用于向該網絡中的全部主機方法消息的。 IP 地址為 130.100.255.255 就是網絡 ID 為 130.100 網絡的廣播地址（二進制 IP 地址中全是 1 ，轉換為十進制就是 255 ）**
**以十進制 127 開頭的地址都是環回地址。目的地址是環回地址的消息，其實是由本地發送和接收的。主要是用于測試 TCP/IP 軟件是否正常工作。我們用 ping 功能的時候，一般用的環回地址是 127.0.0.1**
### 2)地址解析協議 ARP
**簡單的來說 ARP 的作用就是把 IP 地址映射為物理地址，而與之相反的 RARP（逆向 ARP）就是將物理地址映射為 IP 地址。**
### 3)子網
**前面提到了 IP 地址的分類，但是對于 A 類和 B 類地址來說，每個網絡下的主機數量太多了，那么網絡的傳輸會變得很低效，并且很不靈活。比如說 IP地址為 100.0.0.0 的 A 類地址，這個網絡下的主機數量超過了 1600 萬臺。**
**所以子網掩碼的出現就是為了解決這樣的問題。**
**我們先回顧一下之前如何區分主機 IP 和網絡 IP 的。**
**以 A 類地址 99.10.10.10 為例，前 8 位是網絡 IP ，后 24 位是主機 IP 。（如下圖）**
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**子網掩碼也是一個 32 為的二進制數，也可以用四個十進制數來分段，他的每一位對應著 IP 地址的相應位置，數值為 1 時代表的是非主機位，數值為 0 時代表是主機位。**
**由表格可以很清晰的看出，網絡 IP 仍是由之前的分類來決定到底是多少位，主機 IP 則是由子網掩碼值為 0 的位數來決定，剩下的則是子網 IP**
# 5 傳輸層
**傳輸層提供了兩種到達目標網絡的方式**
* **傳輸控制協議（TCP）：提供了完善的錯誤控制和流量控制，能夠確保數據正常傳輸，是一個面向連接的協議。**
* **用戶數據報協議（UDP）：只提供了基本的錯誤檢測，是一個無連接的協議。**
### 特點：
### 1）UDP：
* 把數據打包
* 數據大小有限制（64k）
* 不建立連接
* 速度快，但可靠性低
### 2）TCP：
* 建立連接通道
* 數據大小無限制
* 速度慢，但是可靠性高
**由于傳輸層涉及的東西比較多，比如端口，Socket等，都是我們做移動開發需要了解的，之后的文章中我們再具體做介紹，這里就不講解了。**
# 6 應用層
**應用層做為 TCP/IP 協議的最高層級，對于我們移動開發來說，是接觸最多的。**
#### 運行在TCP協議上的協議：
* HTTP（Hypertext Transfer Protocol，超文本傳輸協議），主要用于普通瀏覽。
* HTTPS（Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer, or HTTP over SSL，安全超文本傳輸協議）,HTTP協議的安全版本。
* FTP（File Transfer Protocol，文件傳輸協議），由名知義，用于文件傳輸。
* POP3（Post Office Protocol, version 3，郵局協議），收郵件用。
* SMTP（Simple Mail Transfer Protocol，簡單郵件傳輸協議），用來發送電子郵件。
* TELNET（Teletype over the Network，網絡電傳），通過一個終端（terminal）登陸到網絡。
* SSH（Secure Shell，用于替代安全性差的TELNET），用于加密安全登陸用。
#### 運行在UDP協議上的協議：
* BOOTP（Boot Protocol，啟動協議），應用于無盤設備。
* NTP（Network Time Protocol，網絡時間協議），用于網絡同步。
* DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，動態主機配置協議），動態配置IP地址。
#### 其他：
* DNS（Domain Name Service，域名服務），用于完成地址查找，郵件轉發等工作（運行在TCP和UDP協議上）。
* ECHO（Echo Protocol，回繞協議），用于查錯及測量應答時間（運行在TCP和UDP協議上）。
* SNMP（Simple Network Management Protocol，簡單網絡管理協議），用于網絡信息的收集和網絡管理。
* ARP（Address Resolution Protocol，地址解析協議），用于動態解析以太網硬件的地址。
**同樣的，由于應用層我們需要涉及的東西太多，具體的介紹我們將在之后的文章中進行介紹，本文就不進行擴展了,感興趣的朋友可以繼續關注我的博客：**
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