TCP/IP详解读书笔记：概述

分层

分层是一种很通用的架构模式。通过分层，可以把一个系统分解成多个层，每个层专注于各自的功能，并提供接口给上面的层调用。上面的层不需要了解调用层的详细实现，只依赖于其接口，这就给维护带来了很大的好处，比如可以很方便的替换某一层。

网络协议也是分层实现的。比如TCP/IP协议，是一组不同层次上的多个协议的组合。一般分为四层。

1）链路层：也称为数据链路层或网络接口层，通常包括操作系统中的设备驱动程序和对应的网络接口卡。有ARP和RARP协议。

2）网络层：处理分组在网络中的活动，包括IP协议，ICMP协议及IGMP协议。

3) 运输层：主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。主要有TCP和UDP两个传输协议。TCP为两台主机提供高可靠性的数据通信。UDP只是发送数据包，不保证是否到达另一端，因此可靠性由应用层来提供。

4）应用层：负责处理特定的应用程序细节。

一般来说，应用层运行在用户进程，其余三层运行于内核中，但这不是必须的。

网络接口层处理通信媒介的细节，应用层处理某个特定的应用程序，运输层和网络层区别不太明显，那为什么要分两层？简单的说，从分层的角度看，还是因为两层的功能不一样。网络层提供的是一种不可靠的服务，它只是尽可能快地把分组从源发送到目的地。TCP在不可靠的IP层上提供了可靠的运输层，它提供了超时重传，发送和接收端到端的确认分组机制等。那UDP呢？

互联网的地址

每个接口必须有一个唯一的地址。下图是五类互联网地址。

网络地址有三类，单播地址（目的为单个主机），广播地址（目的为给定网络上的所有主机）以及多播地址（同一组内的所有主机）。

域名系统

在TCP/IP领域中，域名系统（DNS）是一个分布的数据库，由它来提供IP地址和主机名之间的映射信息。

封装

当应用程序使用TCP发送数据时，数据被送入协议栈，然后逐层通过各层直到被当作比特流送入网络，每一层对收到的数据都要增加首部信息。详细如下图：

以太网数据帧的物理特性是其长度必须在46-1500之间。

分用

一张图足矣。

唯一要指出的是ICMP和IGMP虽然在同一层，因为它们是IP的附属协议，但它们的报文是封装在IP数据报中，因此这里放在IP的上方。

ARP和RARP同理。

客户-服务器模型

这里将服务分为了两种类型：重复型和并发型。重复型有排他性，同时只能为一个客户端访问。并发型在客户请求来时生成一个进程或线程进行服务。

一般来说，TCP服务器是并发的，UDP服务器是重复的，有例外但目前还不清楚。

端口号

客户端不在乎端口号，因为这是临时端口号，只要在本机上唯一即可，大多数TCP/IP采用1024-5000之间的端口号。

有一些众所周知的端口号，比如1-1023之间的端口号，提供我们很熟悉的服务。比如，21端口号提供的是FTP服务。

应用编程接口

使用TCP/IP协议的应用程序通常采用两种应用编程接口：socket和TLI（运输层接口，有时称作XTI）。