（10）TCPIP协议体系结构及各层的主要功能
TCP/IP传输协议，即传输控制/⽹络协议，也叫作⽹络通讯协议。它是在⽹络的使⽤中的最基本的通信协议。TCP/IP传输协议对互联⽹中各部分进⾏通信的标准和⽅法进⾏了规定。并且，TCP/IP传输协议是保证⽹络数据信息及时、完整传输的两个重要的协议。
TCP/IP协议体系结构
TCP/IP协议在⼀定程度上参考了的体系结构。OSI模型共有七层，从下到上分别是物理层、数据链路层、⽹络层、运输层、会话层、表⽰层和应⽤层。但是这显然是有些复杂的，所以在TCP/IP协议中，它们被简化为了四个层次。 [
（1）应⽤层、表⽰层、会话层三个层次提供的服务相差不是很⼤，所以在TCP/IP协议中，它们被合并为应⽤层⼀个层次。
（2）由于运输层和⽹络层在⽹络协议中的地位⼗分重要，所以在TCP/IP协议中它们被作为独⽴的两个层次。
（3）因为数据链路层和物理层的内容相差不多，所以在TCP/IP协议中它们被归并在⽹络接⼝层⼀个层次⾥。只有四层体系结构的TCP/IP 协议，与有七层体系结构的OSI相⽐要简单了不少，也正是这样，TC
P/IP协议在实际的应⽤中效率更⾼，成本更低。
分别介绍TCP/IP协议中的四个层次。
TCP/IP协议各层的主要功能：
应⽤层：应⽤层是TCP/IP协议的第⼀层，是直接为应⽤进程提供服务的。
（1）对不同种类的应⽤程序它们会根据⾃⼰的需要来使⽤应⽤层的不同协议，邮件传输应⽤使⽤了协议、万维⽹应⽤使⽤了协议、远程登录服务应⽤使⽤了有协议。
（2）应⽤层还能加密、解密、格式化数据。
（3）应⽤层可以建⽴或解除与其他节点的联系，这样可以充分节省⽹络资源。
运输层：作为TCP/IP协议的第⼆层，运输层在整个TCP/IP协议中起到了中流砥柱的作⽤。且在运输层中，TCP和UDP也同样起到了中流砥柱的作⽤。
⽹络层：⽹络层在TCP/IP协议中的位于第三层。在TCP/IP协议中⽹络层可以进⾏⽹络连接的建⽴和终⽌以及IP地址的寻等功能。
⽹络接⼝层：在TCP/IP协议中，⽹络接⼝层位于第四层。由于⽹络接⼝层兼并了和所以，⽹络接⼝层既是传输数据的物理媒介，也可以为⽹络层提供⼀条准确⽆误的线路。 [1]
TCP/IP协议的组成
拓展：
理解TCP/IP协议
⼀、协议
在计算机⽹络与信息通讯领域⾥，⼈们经常提及 “协议” ⼀词。互联⽹中常⽤的协议有HTTP、TCP、IP等。
协议的必要性
简单来说，协议就是计算机与计算机之间通过⽹络通信时，事先达成的⼀种 “约定”。这种“约定”使不同⼚商的设备、不同的CPU以及不同操作系统组成的计算机之间，只要遵循相同的协议就能够实现通信。这就好⽐⼀个中国⼈说汉语⼀个外国⼈说英语使⽤不同的国家语⾔进⾏沟通，怎么也⽆法理解。如果两个⼈约定好 都说中⽂或英⽂，就可以互相沟通通信。协议分为很多种，每⼀种协议都明确界定
了它的⾏为规范。两台计算机必须能够⽀持相同的协议，并遵循相同协议进⾏处理，这样才能实现相互通信。
⼆、协议分层
TCP/IP协议
TCP/IP 是⽤于因特⽹ (Internet) 的通信协议。 TCP/IP 通信协议是对计算机必须遵守的规则的描述，只有遵守这些规则，计算机之间才能进⾏通信。
TCP (Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)协议属于传输层协议。其中TCP提供IP环境下的数据可靠传输，它提供的服务包括数据流传送、可靠性、有效流控、全双⼯操作和多路复 ⽤。通过⾯向连接、端到端和可靠的数据包发送。
通俗说，它是事先为所发送的数据开辟出连接好的通道，然后再进⾏数据发送；⽽UDP则不为IP提供可靠性、 流控或差错恢复功能。
⼀般来说，TCP对应的是可靠性要求⾼的应⽤，⽽UDP对应的则是可靠性要求低、传输经济的应⽤。 TCP⽀持的应⽤协议主要有：Telnet、FTP、SMTP等； UDP⽀持的应⽤层协议主要有：NFS（⽹络⽂件系统）、SNMP（简单⽹络管理协议）、DNS（主域名称系统）、TFTP（通⽤⽂件传输协议）等。
TCP/IP协议与低层的数据链路层和物理层⽆关，这也是TCP/IP的重要特点
TCP(Transimision Control Protocal)
传输控制协议
可靠的、⾯向连接的协议
传输效率低
UDP(User Datagram Protocal)
⽤户数据报协议
不可靠的、⽆连接的服务
传输效率⾼
TCP/IP协议族
TCP/IP是基于TCP和IP这两个最初的协议之上的不同的通信协议的⼤集合
协议的分层
⽹络协议通常分不同层次进⾏开发，每⼀层分别负责不同的通信功能。⼀个协议族，⽐如TCP/IP，是⼀组不同层次上的多个协议的组合。传统上来说 TCP/IP 被认为是⼀个四层协议, ⽽ISO（国际标准化组织），制定了⼀个国际标准OSI七层协议模型，OSI协议以OSI参考模型为基础界定了每个阶层的协议和每个阶层之间接⼝相关的标准。
分层的作⽤
应⽤层
应⽤层为操作系统或⽹络应⽤程序提供访问⽹络服务的接⼝。应⽤层协议的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。
表⽰层
将应⽤处理的信息转换为适合⽹络传输的格式，或将来⾃下⼀层的数据转换为上层能够处理的格式。数据的表⽰、安全、压缩。
会话层
负责建⽴和断开通信连接（数据流动的逻辑通路），以及数据的分割等数据传输相关的管理。
传输层
管理两个节点之间的数据传输。负责可靠传输（确保数据被可靠地传送到⽬标地址）。
⽹络层
地址管理与路由选择, 在这⼀层，数据的单位称为数据包（packet）（路由器）。
数据链路层
互连设备之间传送和识别数据帧（交换机）。
物理层
以"0"、 "1"代表电压的⾼低，灯光的闪灭，在这⼀层，数据的单位称为⽐特（bit）,（中继器、集线器、还有我们通常说的双绞线也⼯作在物理层）。
七层通信
发送⽅由第七层到第⼀层 由上到下按照顺序传送数据，每个分层在处理上层传递的数据时，附上当前层协议所必须的 "⾸部"信息。接收⽅由第⼀层到第七层 由下到上按照顺序传递数据，每个分层对接收到的数据进⾏ "⾸部"与"内容"分离，在转发给上⼀层。最终将发送的数据恢复为原始数据。
三、传输⽅式的分类
⽹络通信科根据数据发送⽅法进⾏多种分类，分类⽅法很多，下⾯列举⼏种常见的：
1. ⾯向有连接型和⾯向⽆连接型 1.1 ⾯向有连接型
发送数据之前，需要在收发主机之间建⽴⼀条通信线路，在通信传输前后，专门进⾏建⽴和断开连接的处理，如果与对端之间⽆法通信，可避免发送⽆谓的数据
1.2⾯向⽆连接型
四、报⽂、帧、数据包等的区别
报⽂（message）是⽹络中交换与传输的数据单元，也是⽹络传输的单元。报⽂包含了将要发送的完整的数据信息，其长短不需⼀致。报⽂在传输过程中会不断地封装成分组、包、帧来传输，封装的⽅式就是添加⼀些控制信息组成的⾸部，那些就是报⽂头。
应⽤层：报⽂（message），⼀般指完整的信息，传输层实现报⽂交付，位于应⽤层的信息分组称为报⽂； 传输层：报⽂段（segment），组成报⽂的每个分组； ⽹络层：分组（packet）是⽹络传输中的⼆进制格式单元，数据包（datapacket）是TCP/IP通信协议传输中的数据单位；通过⽹络传输的数据基本单元，包含⼀个报头和数据本⾝，其中报头描述了数据的⽬的地及其与其他数据之间的关系，可以理解为数据传输的分组，我们将通过⽹络传输的基本数据单元称为数据报（Datagram）； 链路层：帧（frame），数据链路层的协议数据单元，为了保证数据的可靠传输，把⽤户数据封装成帧； 物理层：PDU（bit），协议数据单元； 抓包，抓到的是传输层的
包，packet/frame/Datagram/segment是存在于同条记录中的，这些是基于所在协议层的不同取了不同的名字。
五、TCP报⽂
数据包
tcpip协议pdf
IP 数据包在以太⽹数据包的负载⾥⾯，TCP数据包在IP数据包的负载⾥。
TCP ⾸部各字段的意义和作⽤
TCP⾸部最⼩为20字节，这20字节分为5⾏，每⾏4个字节也就是32个位。
源端⼝和⽬的端⼝ Port
源端⼝号：16位的源端⼝中包含初始化通信的端⼝。源端⼝和源IP地址的作⽤是标识报⽂的返回地址。
⽬的端⼝号：16位的⽬的端⼝域定义传输的⽬的。这个端⼝指明报⽂接收计算机上的应⽤程序地址接⼝。计算机通过端⼝号识别访问哪个服务,⽐如http服务或ftp服务，发送⽅端⼝号是进⾏随机端⼝，⽬标端⼝号决定了接收⽅哪个程序来接收 分别占⽤16位，也就是端⼝号最⼤是2^16，所以端⼝号的范围是0~65536
端⼝号的分配：
知名端⼝号⼀般位于：1 --- 255 之间
256 --- 1023的端⼝号，通常是由Unix系统占⽤（系统占⽤）
1024 ---5000 是⼤多数TCP、IP实现的临时分配
⼤于5000的⼀般是给其他服务预留的（Internet上并不常⽤的服务）
序号 Sequence Number

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