TCP/IP详解，秋招复习看这里（点个赞呗）
欠了三天+两天的的TCP/IP协议详解，秋招复习看这里。
牛油闷，火鸡闷，又到了记得 点赞 的环节，别光顾着收藏了
TCP/IP协议本来是21号就应该写完了，但我确实没理解彻底，（我就是想鸽）
因为无论工作还是秋招，TCP/IP都是计算机网络里最关键的环节，我这里就全面详细的写一下TCP/IP协议，希望对大家有所帮助。
也推荐大家看一下《TCP/IP详解 卷一：协议》 第二版
首先是TCP/IP协议的作用
负责从应用传输数据到Internet
Application ——>TCP ——> IP ——> Internet
IP协议定义了地址功能，但IP不能保证数据包完整，所以依赖TCP协议
一、体系结构和主要协议
数据链路层：
处理数据在物理传输媒介上的传输
MTU的概念：
MTU是最大传输单元
ARP（地址解析协议）：
将IP地址转化为物理地址
RARP协议（逆地址解析协议）：
将物理地址转化为IP地址
这样我闷就可以使数据在主机和数据链路层间传输了
网络层：
数据包的选路和转发
IP协议：
根据数据包的目的IP地址决定如何投递
IP传输通过路由器，使用分组转发算法去交付数据报（可以详细看一下分组转发，这里不作介绍）
为了更有效的转发IP数据报，这里使用了ICMP协议（国际控制报文协议）
ICMP协议：
检测网络连接
ICMP报文头部：
8位 区分报文类型 分为查询报文（查询网络信息）、差错报文（回应网络错误）
差错报文：
（1）终点不可到达
（2）时间超过
（3）参数问题
（4）改变路由
查询报文：
（1）会送请求和回答
（2）时间戳请求和回答
8位 细分不同报文
16位校验和 对整个报文进行循环冗余校验（CRC）检验报文是否损坏
至此，我闷就能有效的让数据报在网络层和数据链路层间交付了
传输层：
只关心通信的起始端和目的端，不关心数据包的中转过程
这里有两个主要的协议，TCP协议和UDP协议，其实还有一个SCTP协议，但这里不做介绍（反正大家都没听过，就不讲了）
TCP协议：
为应用层提供可靠、面向连接、基于流的服务
UDP协议：
为应用层提供不可靠、无连接、基于数据报的服务
TCP协议使用了超时重传和数据确认的方式确认数据包被正确发送，所以TCP是可靠的
解释一下封装：
应用程序的数据，沿着协议栈从上往下的传递，每层数据都在上一层的基础上加上自己的头部信息。
应用数据——>加TCP/UDP头部信息——>加IP头部信息——>加帧首部和帧尾部
当自低向上传递的时候，就通过分用，各层协议以此处理帧中本层的头部数据，获取数据
重点内容：TCP首部格式，TCP连接，流量控制，和超时重传
为什么要讲首部格式，为了了解首部每个部分负责的内容，从而更好的理解后面的知识
说明一下几个重点字段的意义：
序号：
占4字节。序号范围是 0 到 2的32次方-1 ，序号增加到 2的32次方-1 后，下一个序列号就回到了1。也就是说，序号使用mod 2的32次方 运算。TCP是面向字节流的，TCP连接中传送的字节流中的每一个字节都按顺序编号。首部中的序号就是指本报文段所发送数据的第一个字节的序号。
确认号：
占4个字节，是期望收到对方下一个报文段的一个数据字节的序号。
确认ACK：
当ACK=1时，确认号有效，当ACK=0时，确认号无效。当建立连接后所有传送的报文段都必须把ACK置1。 （区分开确认号和ACK）
同步SYN：
当SYN=1，ACK=0时，表明这是一个连接请求报文段。
终止FIN：
当FIN=1时。表明此报文的发送方的数据已经发送完毕，并要求释放运输连接。
然后是最爱问的三次握手，四次挥手
三次握手的过程：
条件：服务器的传输控制模块TCB是一开始就被动创建好的（序列号后面会再讲）
1.客户端创建TCB，发起连接请求报文段，SYN置1，表示连接请求报文段 (不能携带数据，但会消耗一个序号）
2.当服务器接收到请求后，发起一个，SYN=1，ACK=1的连接接受报文段（不能携带数据，但会消耗一个序号）
3.当客户端收到接受报文后，需要在发送一条确认，此时ACK=1（能携带数据，如果不携带数据则不消耗序号）
四次挥手的过程：
数据连接结束后双方都可以释放连接：
1.A先发送连接释放报文段，终止控制位FIN置1(不能携带数据，但会消耗一个序号）
2.B收到连接释放报文段后，发出确认，ACK=1，确认号是序号+1。B进入（CLOSE-WAIT）状态，A收到B的确认后进入终止等待2状态，等待B发出的连接释放报文段。此时A向B的连接已经释放，TCP连接处于半关闭状态，也就是说A已经不向B发送数据，但B向A发送数据A任然接受。
3.当B已经没有要向A发送的数据，B就发送连接释放报文段，终止控制位FIN置1(不能携带数据，但会消耗一个序号）
4。A收到连接释放报文段后发送确认，ACK置1。但此时TCP连接并没有释放掉，A还需要进过时间等待计时器（TIME-WAIT)设置的时间2MSL后，TCP连接才完全释放。（这里又有两个问题，为什么需要这一步，为什么1，2不需要这一步）
首先，1，2不需要这一步是因为有超时重传机制，而4需要这一步也恰恰是因为超时重传机制。后面详细讲超时重传。
而第四点中，为了保证A发送的最后一个ACK报文段能够到达B，因为这个ACK报文可能丢失，那么B收不到A的确认，B会重新发送连接释放报文段，而A能在时间等待计时器设置的2MSL时间中收到请求。然后A重新开始第四步。
那么为什么要三次握手呢，为什么不能是两次？是不是经常被问这么一个问题
因为把三次握手改成两次将会发生死锁。
例子：客户端B给服务器A发送了一个连接请求。服务器A收到了请求，并确认了请求。在假设是两次握手的情况下，在服务器A眼里TCP连接已经建立。但确认再传输中丢失，B并不觉得TCP连接建立。这种情况下B将忽略A的所有数据报，而A的数据报没有收到确认，会不断的超时重传，从而形成死锁。
那么为什么是四次挥手而不是两次？
为什么不是三次就别问了，跟三次握手为什么不是两次一样，得确认，不然死锁。
那为什么不是两次呢，因为TCP是全双工通信的，两次会到达半关闭状态，具体看上面的四次挥手过程。
超时重传机制
接下来讲一下超时重传、数据确认。至于为什么要确认借鉴为什么是三次握手而不是两次。
数据确认呢是这样的。
首先客户端发送一个数据报，序号为1，数据长度是1000。这里有一个超时计时器。
那么服务器接收到后，会发送一个确认报文，确认号为1000+1。表示你下一个该发送的是1001。
那么如何处理发送丢包呢以及确认丢包呢
当客户端的超时计时器到期前，没有收到服务器的确认，无论是发送的包丢了，还是确认的包丢了，都会重新发送数据报。
流量控制
为什么要进行流量控制，是为了让发送方的发送速率不要太快，让接收方来得及接收，减少丢失。
这里使用滑动窗口机制，例如在建立连接时，B告诉A接收窗口rwnd=400，那么发送方的窗口不能超过接收方给出的接收窗口数值。
具体例子：
建立连接后，A发送序号=1，数据1~100
A发送序号=101，数据101~200
A发送序号=201，数据201~300（丢失）
B发送确认ACK=1，确认号=201，rwnd=300,表示要从201开始发送到500截至
A发送序号=301，数据301~400
A发送序号=401，数据401~500
201丢失，A发送序号=201，数据201~300
B发现太快了，发送确认ACK=1，确认号=501，rwnd=0，表示暂时不允许发送（零窗口）
当过了一段时间后，有了一些空间，发送ACK=1，确认号=501，rwnd=300
那么有一个问题了，当这个300的窗口报文丢失了怎么办呢？
这里有一个持续计时器，只要TCP一方收到对方的零窗口通知，就启动持续计时器，若持续时间到了，就给接收方发送一个，零窗口探测报文，若还是0，则重新定时，若不是0则打破死锁。
拥塞避免
拥塞避免和流量控制有什么区别呢？
拥塞控制：拥塞控制是作用于网络的，它是防止过多的数据注入到网络中，避免出现网络负载过大的情况；常用的方法就是：（ 1 ）慢开始、拥塞避免（ 2 ）快重传、快恢复。（具体可以自己看看）
流量控制：流量控制是作用于接收者的，它是控制发送者的发送速度从而使接收者来得及接收，防止分组丢失的。
流量控制：流量控制是作用于接收者的，它是控制发送者的发送速度从而使接收者来得及接收，防止分组丢失的。
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