TCPIP协议的应用

第一篇：TCPIP协议的应用

TCP/IP协议的应用

学生：

摘要: Trans mission Control Protocol/Internet Protocol的简写，中译名为传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。

关键词：TCP/IP；计算机；因特网；应用

引言：到了今天，它已经成为网络世界中运用最广泛，最有生命力的通信协议，如今电脑上Internet都需要它的设置。显然它已经成为地球村“人与人”之间的“牵手协议”随着当前电脑的普及，使得网络得到了快速发展，TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特，最网，以及数据标准。而这个协议也是属于众多TCP/IP中的一部分对设计TCP/IP的相关概念予以解释。TCP/IP协议概述

1.1TCP/IP协议的简单说明：

在Internet没有形成之前，各个地方已经建立了很多小型的网络，称为局域网，Internet的中文意义是“网际网”。然而，在连接之前的各式各样的局域网却存在不同的网络结构和数据传输规则，将这些小网连接起来后各网之间要通过什么样的规则来传输数据呢？ TCP/IP协议正是Internet上的“世界语”。

1.2TCP/IP协议的层次概述

从协议分层模型方面来讲，TCP/IP由四个层次组成：网络接口层、网络层、传输层、应用层。

TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型，其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

1.3TCP/IP协议的数据格式

数据帧：帧头+IP数据包+帧尾(帧头包括源和目标主机MAC地址及类型,帧尾是校验

字)

IP数据包：IP头部+TCP数据信息(IP头包括源和目标主机IP地址、类型、生存期等)TCP数据信息：TCP头部+实际数据(TCP头包括源和目标主机端口号、顺序号、确认号、校验字等)

1.4TCP/IP协议的主要特点

1．开放的协议标准，可以免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统

2．独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互联网中

3．统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有惟一的地址

4．标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。TCP/IP协议的优势

一个专有的网络开发出来用于特定目的。如果它工作很好，用户将接受它。

为了便利提供IP服务，经常用于访问电子邮件或者聊天，通常以某种方式通过专有网络隧道实现。隧道方式最初可能非常没有效率，因为电子邮件和聊天只需要很低的带宽。

通过一点点的投资IP 基础设施逐渐在专有数据网络周边出现。

用IP取代专有服务的需求出现，经常是一个用户要求。

IP替代品过程遍布整个因特网，这使IP替代品比最初的专有网络更加有价值（由于网络效应）。

专有网络受到压制。许多用户开始维护使用IP替代品的复制品。

IP包的间接开销很小，少于1%，这样在成本上非常有竞争性。人们开发了一种能够将IP带到专有网络上的大部分用户的不昂贵的传输媒介。TCP/IP协议的运作机制

3.1IP

IP层接收由更低层（网络接口层例如以太网设备驱动程序）发来的数据包，并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层；相反，IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址（源地址）和接收它的主机的地址（目的地址）。

3.2TCP

TCP是面向连接的通信协议，通过三次握手建立连接，通讯时完成时要拆除连接，由于TCP是面向连接的所以只能用于点对点的通讯。

TCP提供的是一种可靠的数据流服务，采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制，所谓窗口实际表示接收能力，用以限制发送方的发送速度。

TCP将它的信息送到更高层的应用程序。

3.3UDP

UDP是面向无连接的通讯协议，UDP数据包括目的端口号和源端口号信息，由于通讯不需要连接，所以可以实现广播发送。

UDP通讯时不需要接收方确认，属于不可靠的传输，可能会出丢包现象，实际应用中要求在程序员编程验证。

3.4CMP

ICMP与IP位于同一层，它被用来传送IP的的控制信息。它主要是用来提供有关通向目的地址的路径信息。ICMP的‘Redirect’信息通知主机通向其他系统的更准确的路径，而‘Unreachable’信息则指出路径有问题。TCP/IP协议的版本更新

IPv4，是互联网协议（Internet Protocol，IP）的第四版，也是第一个被广泛使用，构成现今互联网技术的基石的协议。1981年Jon Postel 在RFC791中定义了IP，Ipv4可以运行在各种各样的底层网络上，比如端对端的串行数据链路(PPP协议和SLIP协议)，卫星链路等等。局域网中最常用的是以太网。

IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。

与IPV4相比，IPV6具有以下几个优势：

一，IPv6具有更大的地址空间。

二，IPv6使用更小的路由表。

三，IPv6增加了增强的组播（Multicast）支持以及对流的支持（Flow Control）。四，IPv6加入了对自动配置（Auto Configuration）的支持。TCP/IP协议的协议测试

全面的测试应包括局域网和互联网两个方面，因此应从局域网和互联网两个方面测试，以下是在实际工作中利用命令行测试TCP/IP配置步骤：

1．单击“开始”/“运行”，输入CMD按回车，打开命令提示符窗口。

2．首先检查IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器地址是否正确，输入命令ipconfig /all,按回车。此时显示了你的网络配置，观查是否正确。

3．输入ping 127.0.0.1，观查网卡是否能转发数据，如果出现“Request timed out”，表明配置差错或网络有问题。

4．Ping一个互联网地址，看是否有数据包传回，以验证与互联网的连接性。

5．Ping 一个局域网地址，观查与它的连通性。

6．用nslookup测试DNS解析是否正确，输入如nslookup，查看是否能解析。TCP/IP的协议重置

如果需要重新安装 TCP/IP 以使TCP/IP 堆栈恢复为原始状态。可以使用NetShell 实用程序重置TCP/IP 堆栈，使其恢复到初次安装操作系统时的状态。具体操作如下：

1．单击 开始--> 运行，输入“CMD” 后单击“确定”;

2．在命令行模式输入命令

运行此命令的结果与删除并重新安装TCP/IP 协议的效果相同。

7结论

通过此次对TCP/IP协议的查询与了解。我们关于网络的知识又有了进一步的提升。我们了解了TPC/IP协议的重要功能。正是由于这个协议，才有了我们如今的“地球村”。TPC/IP协议是我们如今网络层中最基本同时也是最重要的协议。我相信随着如今现代科技的飞速发展，这份协议也会更加臻于完美。

参考资料：

第二篇：TCPIP详解-卷一-协议-12.5小结

12.5小结

广播是将数据报发送到网络中的所有主机（通常是本地相连的网络），而多播是将数据报发送到网络的一个主机组。这两个概念的基本点在于当收到送往上一个协议栈的数据帧时采用不同类型的过滤。每个协议层均可以因为不同的理由丢弃数据报。

目前有四种类型的广播地址：受限的广播、指向网络的广播、指向子网的广播和指向所有子网的广播。最常用的是指向子网的广播。受限的广播通常只在系统初始启动时才会用到。试图通过路由器进行广播而发生的问题，常常是因为路由器不了解目的网络的子网掩码。结果与多种因素有关：广播地址类型、配置参数等等。D类IP地址被称为多播组地址。通过将其低位23bit映射到相应以太网地址中便可实现多播组地址到以太网地址的转换。由于地址映射是不唯一的，因此需要其他的协议实现额外的数据报过滤。

习题

12.1广播是否增加了网络通信量？

12.2考虑一个拥有50台主机的以太网：20台运行TCP/IP，其他30台运行其他的协议族。主机如何处理来自运行另一个协议族主机的广播？

12.3登录到一个过去从来没有用过的Unix系统，并且打算找出所有支持广播的接口的指向子网的广播地址。如何做到这点？

12.4如果我们用ping程序向一个广播地址发送一个长的分组，如

它正常工作，但将分组的长度再增加一个字节后出现如下差错： sun%ping140.252.13.631473

PING140.252.13.63:1473databytessendto:Messagetoolong究竟出了什么问题?

12.5重做习题10.6，假定8个RIP报文是通过多播而不是广播（使用RIP版本2）。有什么变化？

第三篇：TCPIP论文题目

一、TCP/IP协议栈路由策略和算法研究现状调研（给出清晰的分类、核心技术总结、发展

脉络）

二、Linux TCP/IP协议栈封装方式及核心数据结构代码实现分析

三、面向嵌入式系统的TCP/IP协议栈裁剪分析

四、Linux TCP/IP协议栈数据包处理流程（从网卡到应用层，或者反之）及代码实现分析（函

数流程，核心数据结构）

五、TCP时间同步机制及相应网络欺骗分析（给出两至三个具体的案例详情）

六、移动IP研究现状与关键技术剖析，及在3G通信系统中的应用（给出两至三个具体的案例详情）

七、IPv6研究现状与关键技术剖析，以及在物联网中的应用

八、面向移动互联的TCP/IP关键技术改进（分层分协议进行剖析和总结）

要求：

1，内容丰满、翔实，要深入分析和总结，但要言简意赅，有啰嗦废话者、逻辑不通顺者、条理不清晰者，酌情减分。

2，上述报告题目本身即包含对文献调研能力和网络基础知识储备的考察，撰写报告时需充

分利用CNKI/万方/google学术等网络资源，可以直接采用已有文献文字。但要避免同组同学之间的内容重复和抄袭，只要是自己做的调研和分析，即使内容广度或深度有欠缺，也没关系，我更看重你自己的工作态度。如有发现雷同者，皆按作弊论。

3，最终成文报告需注意格式，例如排版、字体、美观等。

第四篇：http、TCPIP协议与socket之间的区别

http、TCP/IP协议与socket之间的区别

1、TCP/IP连接手机能够使用联网功能是因为手机底层实现了TCP/IP协议，可以使手机终端通过无线网络建立TCP连接。TCP协议可以对上层网络提供接口，使上层网络数据的传输建立在“无差别”的网络之上。

建立起一个TCP连接需要经过“三次握手”：

第一次握手：客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；

第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求，断开过程需要经过“四次握手”（过程就不细写了，就是服务器和客户端交互，最终确定断开）.2、HTTP连接

HTTP协议即超文本传送协议(Hypertext Transfer Protocol)，是Web联网的基础，也是手机联网常用的协议之一，HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用。

HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应，在请求结束后，会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。

1）在HTTP 1.0中，客户端的每次请求都要求建立一次单独的连接，在处理完本次请求后，就自动释放连接。

2）在HTTP 1.1中则可以在一次连接中处理多个请求，并且多个请求可以重叠进行，不需要等待一个请求结束后再发送下一个请求。

由于HTTP在每次请求结束后都会主动释放连接，因此HTTP连接是一种“短连接”，要保持客户端程序的在线状态，需要不断地向服务器发起连接请求。通常的做法是即时不需要获得任何数据，客户端也保持每隔一段固定的时间向服务器发送一次“保持连接”的请求，服务器在收到该请求后对客户端进行回复，表明知道客户端“在线”。若服务器长时间无法收到

客户端的请求，则认为客户端“下线”，若客户端长时间无法收到服务器的回复，则认为网络已经断开。

3、SOCKET原理3.1套接字（socket）概念

套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。应用层通过传输层进行数据通信时，TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个 TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP／IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应用层可以和传输层通过Socket接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

3.2 建立socket连接

建立Socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket。

套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。

客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

连接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

4、SOCKET连接与TCP/IP连接

创建Socket连接时，可以指定使用的传输层协议，Socket可以支持不同的传输层协议（TCP或UDP），当使用TCP协议进行连接时，该Socket连接就是一个TCP连接。

socket则是对TCP/IP协议的封装和应用（程序员层面上）。也可以说，TPC/IP协议是传输层协议，主要解决数据 如何在网络中传输，而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。关于TCP/IP和HTTP协议的关系，网络有一段比较容易理解的介绍：

“我们在传输数据时，可以只使用（传输层）TCP/IP协议，但是那样的话，如 果没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用到应用层协议，应用层协议有很多，比如HTTP、FTP、TELNET等，也 可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP协议作应用层协议，以封装HTTP文本信息，然后使用TCP/IP做传输层协议将它发到网络上。”

我们平时说的最多的socket是什么呢，实际上socket是对TCP/IP协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用接口（API），通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议。实际上，Socket跟TCP/IP协议没有必然的联系。Socket编程接口在设计的时候，就希望也能适应其他的网络协议。所以说，Socket的出现 只是使得程序员更方便地使用TCP/IP协议栈而已，是对TCP/IP协议的抽象，从而形成了我们知道的一些最基本的函数接口，比如create、listen、connect、accept、send、read和write等等。网络有一段关于socket和TCP/IP协议关系的说法比较容易理解：

“TCP/IP只是一个协议栈，就像操作系统的运行机制一样，必须要具体实现，同时还要提供对外的操作接口。这个就像操作系统会提供标准的编程接口，比如win32编程接口一样，TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口，这就是Socket编程接口。”

实际上，传输层的TCP是基于网络层的IP协议的，而应用层的HTTP协议又是基于传输层的TCP协议的，而Socket本身不算是协议，就像上面所说，它只是提供了一个针对TCP或者UDP编程的接口。socket是对端口通信开发的工具,它要更底层一些.5、Socket连接与HTTP连接

由于通常情况下Socket连接就是TCP连接，因此Socket连接一旦建立，通信双方即可开始相互发送数据内容，直到双方连接断开。但在实际网络应用中，客户端到服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点，例如路由器、网关、防火墙等，大部分防火墙默认会关闭长时间处于非活跃状态的连接而导致 Socket 连接断连，因此需要通过轮询告诉网络，该连接处于活跃状态。

而HTTP连接使用的是“请求—响应”的方式，不仅在请求时需要先建立连接，而且需要客户端向服务器发出请求后，服务器端才能回复数据。

很多情况下，需要服务器端主动向客户端推送数据，保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是Socket连接，服务器就可以直接将数据传送给客户端；若双方建立的是HTTP连接，则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端，因此，客户端定时向服务器端发送连接请求，不仅可以保持在线，同时也是在“询问”服务器是否有新的数据，如果有就将数据传给客户端。

http协议是应用层的协义

有个比较形象的描述：HTTP是轿车，提供了封装或者显示数据的具体形式；Socket是发动机，提供了网络通信的能力。

两个计算机之间的交流无非是两个端口之间的数据通信,具体的数据会以什么样的形式展现`是以不同的应用层协议来定义的`如HTTP`FTP`

第五篇：第02讲_TCPIP协议架构_电子教案

第2讲 TCP/IP协议架构

教学目标

1、掌握网络基本知识：什么是网络、网络类型、对等网和主从式网络

2、掌握网络协议

3、了解OSI七层模型

4、掌握TCP/IP协议的架构（含ARP、IP地址分类、TCP/UDP、端口号等）

重点难点

1、网络的概念

2、TCP/IP协议的架构 应 知

1、网络类型

2、OSI七层模型 应 会

1、TCP/IP协议中的IP协议的作用、IP地址的分类、分配；

2、TCP/IP协议中的TCP/UDP 协议的作用、区别，TCP协议的三次握手；

3、TCP/IP协议中的ARP协议的作用、工作原理；

4、TCP/IP协议中的ICMP协议的作用、工作原理； 教学方法

1、宏观上采用“理论联系实践”、从实际问题入手”、“形象比喻”的方法，把抽象、枯燥的理论，形象化、生动化。

2、微观上采用多种教学工具—ethereal，让学生看到实际的TCP/IP协议的数据封装过程。

3、在课堂上注意多提问，多联系实际，注重与学生的互动，充分调动学生的积极性。教学过程

1、问题引入

（1）为什么需要计算机网络？（2）在网络中为什么需要协议？

2、课程过程

 通过第一个问题：为什么需要计算机网络？让学生根据已有的直观知识，自己总结出来。

 然后深入讲解相关的网络概念。

 让学生根据已有的直观知识，自己总结网络的作用。

 借用交通规则，引入第二个问题：在网络中为什么需要协议？  通过操作系统的协议栈，介绍不同的协议、不同的模型。

 通过ethereal，让学生看到实际的TCP/IP协议的数据封装过程。

 打开网络邻居，让学生观察网络参数中IP地址的分配，进而讲解IP地址的作用、分类，以及规划。

 通过netstat命令，让学生理解端口的概念，引出TCP/UDP 协议的作用、区别。 通过ethereal捕获的数据包，观察TCP协议三次握手的过程。

 打开操作系统的ARP缓存，观察操作系统的ARP缓存的内容，进一步讲解ARP协议的作用、工作原理。引申出目前的ARP类的黑客攻击、ARP类的病毒。 通过ping命令, 让学生理解ICMP协议的作用、工作原理。

 从数据链路层开始介绍，重点放在网络层IP协议、传输层TCP/UDP协议。小结   这是非常重要的一章，是本课程的基础，贯彻课程的始终，所以对学生强调重要性，使学生扎实的掌握本单元的内容

重点讲解TCP/IP协议中的内容：IP地址、ARP、TCP/UDP协议。