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TCP/IP协议简介

article 2024/12/25 14:22:00

计算机通信协议简介

什么是 TCP/IP？

TCP 使用固定的连接

IP 是无连接的

TCP/IP 的组成

TCP 和 IP 的协同工作

TCP/IP 的寻址机制

域名系统 (DNS)

计算机通信协议简介

计算机通信协议是对那些计算机必须遵守以便彼此通信的规则的描述。这些规则定义了数据传输的方式、格式、时序和错误检测等各个方面。其中最著名且广泛应用的协议之一便是 TCP/IP（传输控制协议/网际协议）。

什么是 TCP/IP？

TCP/IP 是供已连接互联网的计算机进行通信的一套通信协议。它定义了电子设备（如计算机）如何接入互联网，以及数据如何在这些设备之间传输的标准。TCP/IP 不仅是互联网的基础，也是许多其他网络架构的核心。

TCP 使用固定的连接

TCP 用于应用程序之间的通信。

当应用程序希望通过 TCP 与另一个应用程序通信时，它会发送一个通信请求。这个请求必须被送到一个确切的地址。在双方"握手"之后，TCP 将在两个应用程序之间建立一个全双工 (full-duplex) 的通信。

这个全双工的通信将占用两个计算机之间的通信线路，直到它被一方或双方关闭为止。

UDP 和 TCP 很相似，但是更简单，同时可靠性低于 TCP。

IP 是无连接的

IP 用于计算机之间的通信。

IP 是无连接的通信协议。它不会占用两个正在通信的计算机之间的通信线路。这样，IP 就降低了对网络线路的需求。每条线可以同时满足许多不同的计算机之间的通信需要。

通过 IP，消息（或者其他数据）被分割为小的独立的包，并通过因特网在计算机之间传送。

IP 负责将每个包路由至它的目的地。

TCP/IP 的组成

在 TCP/IP 中包含了一系列用于处理数据通信的协议，主要包括：

TCP (传输控制协议)：提供可靠的数据传输服务，确保数据包按顺序到达接收方。它支持端到端的错误检测和流量控制，适用于需要高可靠性的应用场景。
UDP (用户数据报协议)：提供简单的、无连接的数据传输服务。相比 TCP，UDP 更快但不可靠，适用于实时应用如视频流或在线游戏。
IP (网际协议)：负责将数据包从源计算机发送到目标计算机。它是无连接的，意味着每个数据包都独立寻路。
ICMP (因特网消息控制协议)：用于发送错误消息和网络探测消息，如 ping 命令。
DHCP (动态主机配置协议)：自动为网络设备分配 IP 地址及其他网络配置参数。

TCP 和 IP 的协同工作

TCP 和 IP 协议紧密合作以实现高效的数据传输：

TCP 负责将应用程序的数据分割成多个小的数据包，并确保这些数据包能够按正确的顺序到达接收方。如果某些数据包丢失，TCP 会请求重传。
IP 负责将这些数据包从源地址路由到目标地址。每个数据包独立寻路，可能通过不同的路径到达目的地。

TCP/IP 的寻址机制

TCP/IP 使用 IP 地址 来唯一标识网络上的每一台设备。传统的 IPv4 地址是一个 32 位的二进制数，通常表示为四个十进制数，每个数之间用点号分隔，例如 192.168.1.1。

随着互联网的发展，IPv4 地址资源逐渐耗尽，因此引入了 IPv6 地址。IPv6 地址是一个 128 位的二进制数，通常表示为八个 16 位的十六进制数，每个数之间用冒号分隔，例如 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。IPv6 地址支持零压缩，可以简化书写，例如 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334。