TCP/IP协议基础之一（概念解析）

3、ICMP和IGMP

internet控制消息协议ICMP是用于报告错误并代表IP对消息进行控制。

IP运用互联组管理协议IGMP来告诉路由器，某一网络上指导组中的可用主机。

ICMP

ICMP源抑制消息：当TCP/IP主机发送数据到另一主机时，如果速度达到路由器或者链路的饱和状态，路由器发出一个ICMP源抑制消息。

ICMP数据包结构

类型：一个8位类型字段，表示ICMP数据包类型。

代码：一个8位代码域，表示指定类型中的一个功能。如果一个类型中只有一种功能，代码域置为0。

检验和：数据包中ICMP部分上的一个16位检验和。

指定类型的数据随每个ICMP类型变化的一个附加数据。

IGMP

IGMP信息传给别的路由器以使每个支持多路广播的路由器获知哪个主机组和哪个网络中。

IGMP包结构

版本：IGMP的版本，值一般为0x1h。

类型：IGMP消息的类型。0x1h类型称为主机成员请求，在多路广播路由器上用于指定多级组中的任何成员轮询一个网络。0x2h类型称为主机成员报告，在主机上用于发布指定组中的成员情况或对一个路由器的主机成员请求进行回答。

未用：未用的域名被发送者置零且被接收者忽略。

检验和：IGMP头的一个16位检验和。

组地址：主机用该组地址在一个主机成员请求中存储IP多路广播地址。在主机成员请求中，组地址被全置零，而且硬件级的多路广播地址被用来标示主机组。

4、IP

IP是一个无连接的协议，主要就是负责在主机间寻址并为数据包设定路由，在交换数据前它并不建立会话。因为它不保证正确传递，另一方面，数据在被收到时，IP不需要收到确认，所以它是不可靠的。

有一些字段，在当数据从传输层传下来时，会被附加在数据包中，我们来看一下这些字段：

源IP地址：用IP地址确定数据报发送者。

目标IP地址：用IP地址确定数据报目标。

协议：告知目的机的IP是否将包传给TCP或UDP。

检查和：一个简单的数学计算，用来证实收到的包的完整性。

TTL生存有效时间：指定一个数据报被丢弃之前，在网络上能停留多少时间(以秒计)。它避免了包在网络中无休止循环。路由器会根据数据在路由器中驻留的时间来递减TTL。其中数据报通过一次路由器，TTL至少减少一秒。

根据我们前面提到关于ARP的知识，如果IP地址目标为本地地址时，IP将数据包直接传给那个主机；如果目标地址为远程地址的话，IP在本地的路由表中查找远程主机的路由(看来好象我们平时拨114一样)。如果找到一个路由，IP用它传送数据包。如果没找到呢，就会将数据包发送到源主机的缺省网关，也称之为路由器。(很多时候一直在搞网关和路由器的定义，其实我觉得在学的时候不一定死抠概念，现在硬件和软件结合的产品越来越多了，一时很分清的，只要我们运用的时候可以解决实际问题嘛。)

这样当路由器收到一个包后，该包向上传给IP：

(1)如果交通阻塞(听起来蛮可怕的)，包在路由器中停滞，TTL至少减1或更多。要是它降到0的话，包就会被抛弃。
(2)如果对于下一网络来说包太大的话，IP会将它分割成若干个小包。
(3)如果包被分解，IP为每个新包制造一个新头，其中包括：一个标志，用来显示其它小包在其后；一个小包ID，用来确定所有小包是一起的；一个小包偏移，用来告诉接收主机怎么重新组合它们。
(4)IP计算一个新的检验和。
(5)IP获取一个路由的目标硬件地址。
(6)IP转发包。

在下一主机，包被发送到TCP或UDP。每个路由器都要重复该过程。直到包到达最终目的地。当包到达最终目的地后，IP将小包组装成原来的包。

5、TCP

TCP是一种可靠的面向连接的传送服务。它在传送数据时是分段进行的，主机交换数据必须建立一个会话。它用比特流通信，即数据被作为无结构的字节流。

通过每个TCP传输的字段指定顺序号，以获得可靠性。如果一个分段被分解成几个小段，接收主机会知道是否所有小段都已收到。通过发送应答，用以确认别的主机收到了数据。对于发送的每一个小段，接收主机必须在一个指定的时间返回一个确认。如果发送者未收到确认，数据会被重新发送；如果收到的数据包损坏，接收主机会舍弃它，因为确认未被发送，发送者会重新发送分段。

端口

SOCKETS实用程序使用一个协议端口号来标明自己应用的唯一性。端口可以使用0到65536之间的任何数字。在服务请求时，操作系统动态地为客户端的应用程序分配端口号。

套接字

套接字在要领上与文件句柄类似，因为其功能是作为网络通信的终结点。一个应用程序通过定义三部分来产生一个套接字：主机IP地址、服务类型(面向连接的服务是TCP，无连接服务是UDP)、应用程序所用的端口。

TCP端口

TCP端口为信息的传送提供定地点，端口号小于256的定义为常用端口。

TCP的三次握手

TCP对话通过三次握手来初始化。三次握手的目的是使数据段的发送和接收同步；告诉其它主机其一次可接收的数据量，并建立虚连接。

我们来看看这三次握手的简单过程：

(1)初始化主机通过一个同步标志置位的数据段发出会话请求。
(2)接收主机通过发回具有以下项目的数据段表示回复：同步标志置位、即将发送的数据段的起始字节的顺序号、应答并带有将收到的下一个数据段的字节顺序号。
(3)请求主机再回送一个数据段，并带有确认顺序号和确认号。

TCP滑动窗口

TCP滑动窗口用来暂存两台主机间要传送的数据，有点类似CACHE。

每个TCP/IP主机有两个滑动窗口：一个用于接收数据，另一个用于发送数据。