互联网协议介绍

什么是互联网协议（Internet Protocol）

TCP/IP 协议栈

应用层

• 功能：提供用户接口和通信服务。

• 常见协议：
• HTTP/HTTPS：用于 Web 浏览。
• SMTP/POP3/IMAP：用于电子邮件通信。
• FTP/SFTP：用于文件传输。

传输层

• 功能：提供端到端的通信服务，确保数据可靠传输。

• 常见协议：
• TCP（传输控制协议）：
• 面向连接，提供可靠传输。
• 使用三次握手建立连接。
• 数据校验和重传机制。
• UDP（用户数据报协议）：
• 面向无连接，速度快但不保证可靠性。
• 常用于视频流、在线游戏等。

网络层

• 功能：负责数据包的寻址和路由。

• 核心协议：
• IP（互联网协议）：
• 定义数据包的源地址和目的地址。
• IPv4：32 位地址，当前仍广泛使用。
• IPv6：128 位地址，解决 IPv4 地址不足问题。
• ICMP（互联网控制报文协议）：用于诊断网络问题。
• ARP（地址解析协议）：将 IP 地址转换为 MAC 地址。

网络接口层（数据链路层和物理层）

• 功能：定义硬件设备如何发送和接收数据。

• 协议和技术：
• Ethernet（以太网）：常见的局域网标准。
• PPP（点对点协议）：用于拨号连接。

常见互联网协议详解

HTTP/HTTPS

• HTTP（超文本传输协议）：无状态协议，用于在 Web 浏览器和服务器之间传输数据。

• HTTPS：在 HTTP 的基础上增加了 SSL/TLS 加密，保证数据的安全性。

DNS（域名系统）

• 功能：将人类可读的域名（如 www.example.com）解析为 IP 地址。

• 过程：
• 客户端向 DNS 服务器发送查询请求。
• DNS 服务器返回对应的 IP 地址。

FTP（文件传输协议）

• 功能：用于在客户端和服务器之间传输文件。

• 模式：
• 主动模式（Active Mode）：客户端监听，服务器主动连接。
• 被动模式（Passive Mode）：服务器监听，客户端主动连接。

SMTP/POP3/IMAP

• SMTP（简单邮件传输协议）：用于发送电子邮件。

• POP3（邮局协议 3）：下载邮件到本地，不支持同步。

• IMAP（互联网消息访问协议）：支持在线访问邮件，支持同步。

IPv4 与 IPv6 的区别

网络诊断工具

Ping

• 功能：检查主机是否可达，基于 ICMP。

• 使用示例：

1. 网络编程概念

2. TCP 通信

2.1 TCP 服务器实现

2.2 TCP 客户端实现

2.3 TCP 黏包

为什么会出现粘包

1. 由Nagle算法造成的发送端的粘包：Nagle算法是一种改善网络传输效率的算法。简单来说就是当我们提交一段数据给TCP发送时，TCP并不立刻发送此段数据，而是等待一小段时间看看在等待期间是否还有要发送的数据，若有则会一次把这两段数据发送出去。

2. 接收端接收不及时造成的接收端粘包：TCP会把接收到的数据存在自己的缓冲区中，然后通知应用层取数据。当应用层由于某些原因不能及时的把TCP的数据取出来，就会造成TCP缓冲区中存放了几段数据。

解决办法

3. HTTP 服务器

3.1 HTTP 服务器实现

3.2 HTTP 客户端实现

4. UDP 通信

4.1 UDP 服务器实现

4.1 UDP 客户端