"\u003Cdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E近期工作，跟网络协议相关，这让我有机会更深入学习网络协议，而之前很长一段时间，我对网络协议的理解都停留在比较浅的层面。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E比如：TCP是面向连接的、可靠传输，而UDP是非连接的、不可靠传输，TCP建连需要3次握手，会造成delay，UDP更快。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E比如：socket编程，服务器socket create、bind、listen、accept、read\u002Fwrite、shutdown\u002Fclose，客户端socket create、connect、read\u002Fwrite、shutdown\u002Fclose，再加上epoll\u002Fselect这几下子。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E再比如：我知道网络编程要忽视SIGPIPE信号不然会挂，read返回0代表对端主动关闭，非阻塞的read要放在循环里要考虑返回值，多路复用以及阻塞、非阻塞的区别。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003ETCP\u002FUDP的区别上，我是这样理解的：从北京到杭州，TCP相当于修了一条高铁线路（建连）再通车发货（传输数据），而UDP相当于寄快递，丢了不管（直接传输数据）。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E上面的理解对不对？可以说对，也可以说不对。对于应用程序员来说，有了上面的认识+熟悉socket编程接口，够了吗？不够吗？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E大物理学家费曼提出一个高效的\u003Cstrong\u003E费曼学习法\u003C\u002Fstrong\u003E，即从问题入手，试着把问题都讲出来，\u003Cstrong\u003E以教代学\u003C\u002Fstrong\u003E，一旦你能把问题都讲清楚，便学会了。所以我想尝试一下把TCP\u002FIP讲清楚，借此让自己学明白，顺便帮助一下读者。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E虽然《TCP\u002FIP详解卷1》是一本关于互联网协议族很\u003Cstrong\u003E严谨详尽\u003C\u002Fstrong\u003E的书，但在我看来，它稍微有点晦涩，可能需要读几遍，才能心领神会。虽然我没有能力把这个问题说的更好，但因为我经历过从稀里糊涂到稍有所悟的过程，这可能是大师不可比的，我将尽量用通俗易懂的语言把TCP\u002FIP相关的知识讲清楚。\u003C\u002Fp\u003E\u003Ch1 class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cstrong\u003ETCP\u002FIP是什么\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003ETCP\u002FIP协议族是一组协议的集合，也叫\u003Cstrong\u003E互联网协议族\u003C\u002Fstrong\u003E，\u003Cstrong\u003E用来实现互联网上主机之间的相互通信\u003C\u002Fstrong\u003E。TCP和IP只是其中的2个协议，也是很重要的2个协议，所以用TCP\u002FIP来命名这个互联网协议族，实际上，它还包括其他协议，比如UDP、ICMP、IGMP、ARP\u002FRARP等。\u003C\u002Fp\u003E\u003Ch1 class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cstrong\u003E网络分层\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E大学《计算机网络》教科书上有经典的网络ISO七层模型，但七层划分太细了，稍显繁琐，不容易记住。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E互联网协议族TCP\u002FIP按粗粒度的\u003Cstrong\u003E四层\u003C\u002Fstrong\u003E划分，两种划分的对照图让彼此关系一目了然。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002F457ebb7141584994bcb2b292cfa21c0f\" img_width=\"423\" img_height=\"240\" alt=\"通俗易懂网络协议（TCP\u002FIP概述）\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E分层\u003C\u002Fstrong\u003E是计算机领域的常用技巧，比如互联网后端的三层架构“接入-逻辑-存储”就是分层思想的典型应用。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cstrong\u003E分层是为了隔离\u003C\u002Fstrong\u003E，通过分层划分职能，拆解问题，层与层之间约定接口，屏蔽实现细节。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003ETCP\u002FIP自下到上划分为链路层、网络层、传输层、应用层。\u003Cstrong\u003E下层向上层提供能力，上层利用下层的能力提供更高的抽象\u003C\u002Fstrong\u003E。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E1. \u003Cstrong\u003E链路层\u003C\u002Fstrong\u003E，也称网络接口层，包括操作系统的设备驱动程序和网卡，它们一起处理与传输媒介（光纤等）的物理接口细节。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E2. \u003Cstrong\u003E网络层\u003C\u002Fstrong\u003E，也就是IP层，负责处理IP datagram在网络中的传输，IP层传输的是IP datagram，借助路由表，把IP datagram从网络的一端传输到另一端，简而言之：\u003Cstrong\u003EIP实现包的路由传输\u003C\u002Fstrong\u003E，IP协议和路由器工作在网络层。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E3. \u003Cstrong\u003E传输层\u003C\u002Fstrong\u003E，提供\u003Cstrong\u003E端到端之间的通信\u003C\u002Fstrong\u003E，包括提供面向连接和高可靠性的TCP，以及无连接不可靠的UDP。貌似TCP更好，但实际不是这样，UDP因为不需要建连开销，所以更快，应用得也很广，比如新一代互联网协议HTTP3就从TCP转向UDP，应根据适应场景选择传输层协议。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E4. \u003Cstrong\u003E应用层\u003C\u002Fstrong\u003E，跟应用相关，不同应用解决不同问题，需要不同的应用层协议。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002Fa2c324bf7a75497abfb45a8149ef2fd6\" img_width=\"1032\" img_height=\"658\" alt=\"通俗易懂网络协议（TCP\u002FIP概述）\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E链路层处理数据在媒介上的传输，以及主机与网卡、光纤等打交道的细节。因为与硬件相关，所以需要借助系统的驱动程序，链路层协议就是定义这些细节的，比如怎么把数据从网卡发送到光纤，采用什么格式编码等，它解决的数据在媒介上表示、流动的问题。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E光有链路层功能肯定是不够的，网络上有成千上万的机器，主机A与B通信，你不能将数据发到主机C，所以仿照现实，要为主机分配网络地址，通过IP地址去标识网络中的一台主机，发送一个数据包，需要正确路由到目的地，这就好比你从家到公司，要经过哪些路径，需要地图，而路由表就类似这张地图。IP解决的是数据包在网络中的传输路由的问题。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E有了网络层的传输路由能力，还不够，因为IP报在传输过程中可能丢包，比如中间经历过的路由器缓冲区满了便会丢包，这样不可靠，如果需要\u003Cstrong\u003E可靠传输\u003C\u002Fstrong\u003E的能力，便需要传输层基于IP层，提供更多的能力，TCP解决了可靠性问题。具体而言，如果丢包了，TCP层会负责超时重传，它\u003Cstrong\u003E通过接收确认和重传机制保证了可靠传输\u003C\u002Fstrong\u003E。另外，因为IP报都是独立路由的，所以从主机A到主机B，一份数据被拆分成x、y两个IP报先后发送，这2个包可能选择不同的传输路径，这样有可能y包先于x包到达，但我们希望在接收端（主机B）恢复这个数据的信息，但我们无法控制IP报的到达顺序，所以，我们需要在接收端恢复数据，我只需要在x、y包里记录它属于数据块的哪个部分，然后重组这份数据，这正是TCP做的，它会重新组装IP报，从而保证\u003Cstrong\u003E顺序性\u003C\u002Fstrong\u003E，递交给应用层。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E有时候并不需要保证可靠性和顺序性，这便是UDP能提供的，它只是简单的把数据封装成IP报，然后通过IP层路由发送到目的端。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E再往上，便是应用层协议了，比如http，又比如游戏服务器自定义协议，应用层协议通常基于TCP或者UDP做传输。\u003C\u002Fp\u003E\u003Ch1 class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cstrong\u003E分层\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E什么是\u003Cstrong\u003E协议？\u003C\u002Fstrong\u003E懒得去翻协议的各种权威定义了，我认为协议就是约定，跟现实生活中协议这个词含义差不多。\u003Cstrong\u003E网络协议就是通信双方共同遵守的约定\u003C\u002Fstrong\u003E，更具体一点，就是定义数据在网络上传输的格式、规则和流程。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E因为网络是分层模型，不同层有不同层的作用，所以为各层定义各层的规则，各层对应的各层协议。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E前面讲了TCP\u002FIP协议族包含很多协议，这些协议分属不同的分层，承担不同的作用。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002Ff24347bb6b7f448181ed3986a9158cf8\" img_width=\"870\" img_height=\"908\" alt=\"通俗易懂网络协议（TCP\u002FIP概述）\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Col\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003ETCP和UDP是两种主要的传输层协议。\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003EIP是网络层的主要协议，TCP、UDP都需要利用IP协议进行数据传输。\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003EICMP是互联网控制报文协议，是IP的附属协议，IP层用它来与其他主机或路由器交换错误报文和其他重要信息。比如一个Packet经过某个路由器节点的时候，超过网络对Packet的长度限制，而又不分片，则会给发送端发送一个ICMP包报告错误信息，属于ICMP是用来辅助IP完成数据包传输的。\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003EIGMP是Internet组管理协议，用来把一个包多播到多个主机。\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003EARP（地址解析协议）和RARP（逆地址解析协议）是用来转换IP层和链路层的地址，IP层使用IP地址，链路层使用Mac地址\u003C\u002Fli\u003E\u003C\u002Fol\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E应用层和传输层使用端到端（end-to-end）协议，网络层提供的是逐跳（hop-by-hop）协议。\u003C\u002Fp\u003E\u003Ch1 class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cstrong\u003E封装\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003EA给B通过网络传送一块数据，可以设想仅仅是传输这块原始数据是不够的，因为网络传输过程中，网络包到了某个路由器，需要转发，而转发必须依赖数据包的一些附加信息，比如目标机器。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E发送端在发送数据的时候，将原始数据按照协议格式加上一些控制信息，包装成可在网络上正确传输数据包的过程叫封装。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003ETCP\u002FIP协议族是\u003Cstrong\u003E层层封装\u003C\u002Fstrong\u003E的，从应用层到链路层，每经过一层都要添加一些额外信息（首、尾部）。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp3.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002Fc3a969824ea149318f23add364e9defe\" img_width=\"484\" img_height=\"360\" alt=\"通俗易懂网络协议（TCP\u002FIP概述）\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Col\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E用户数据经过应用程序加上应用程序首部，转给TCP层处理\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E经过TCP层加上TCP首部，产生TCP段（segment）\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003ETCP segment经过IP层再加上IP首部，产生IP数据包（datagram）\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003EIP datagram通过链路层，经以太网驱动程序处理后，加上以太网首部+尾部，产生以太网帧（frame），以太网帧的长度在46~1500之间\u003C\u002Fli\u003E\u003C\u002Fol\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E更准确的说，在IP和链路层传输的数据单元叫分组（Packet），分组既可以是一个IP datagram也可以是IP datagram的一个分片（fragment）。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003EUDP的封装跟TCP略有不同，主要体现在经过传输层（UDP）之后添加的是8字节UDP首部，产生UDP datagram。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cstrong\u003E封装过程中，经过TCP\u002FUDP层的时候，会把端口号添加到TCP\u002FUDP首部；经过IP层的时候，会把协议类型（TCP or UDP or ICMP or IGMP）添加到IP首部；经过链路层的时候，会把帧类型（IP or ARP or RARP）添加到以太网首部\u003C\u002Fstrong\u003E。这些信息将被用于接收端的处理。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E接收端收到数据后，要执行跟发送端\u003Cstrong\u003E相反\u003C\u002Fstrong\u003E的解封操作，我们可以把发送端的数据封装比喻成洗澡后一层层穿衣服，而接收端的操作，类似洗澡前一层层脱衣服，把首尾部剥离，获取传递的原始数据。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E因为网络上的主机有不同字节序，现在要通过网络传输，便需要约定统一的\u003Cstrong\u003E网络字节序\u003C\u002Fstrong\u003E（大端序），采用小端序的主机在网络传输数据的时候要转为大端序。\u003C\u002Fp\u003E\u003Ch1 class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cstrong\u003E地址\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E互联网上每个接口都有一个唯一的网络地址，也叫IP地址，IP地址有IPv4和IPv6两个版本，IPv4是32位4字节的整数，每个字节（8bit）的取值范围是0~255，所以可以把4字节的IPv4用四个点分隔的byte值表示，比如140.252.13.88，每个十进制数值对应32位整数中的每个字节，这种表示法叫\u003Cstrong\u003E点分十进制\u003C\u002Fstrong\u003E表示法，很显然，点分十进制法和int32两种表示法之间很容易相互转换。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003EIPv4地址划分为ABCDE五类，32位地址表示的数值空间有限，难以为互联网上的所有联网设备分配独立的IP地址，所以便存在动态分配、共享、公网+内网地址转化（NAT）等问题，本质上是为了\u003Cstrong\u003E解决IP地址不够用的问题\u003C\u002Fstrong\u003E。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003EIPv6使用128bit，2的128次方就非常大了，号称可以为地球上每粒沙子分配一个ip地址。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003EIP数据报（网络层）用IP地址、而以太网帧（链路层）则是用硬件（48位Mac）地址，ARP和RARP用于IP地址和硬件地址之间做映射（转换）。\u003C\u002Fp\u003E\u003Ch1 class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cstrong\u003E端口\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003ETCP\u002FUDP采用16位\u003Cstrong\u003E端口号来识别（区分）应用\u003C\u002Fstrong\u003E，比如主机A向主机B发送了一个IP报，主机B的内核收到该IP报之后，应该交给哪个应用程序去处理呢？端口号就是用来干这个的，内核会维护端口号到应用程序之间的对应关系。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E比较常用的应用层协议有约定的端口号，也就是知名端口号，而1024~5000之间的端口号是分配给TCP\u002FIP临时用的，而大于5000的另做他用。也就是说，你用TCP方式去连网络服务器，本地为该socket分配的端口号会在1024~5000之间，这取决于操作系统的端口分配策略。\u003C\u002Fp\u003E\u003Ch1 class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cstrong\u003E域名系统\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E域名系统（DNS）提供主机名字和IP地址之间的转换，比如www.baidu.com是一个域名，应用程序可以通过一个标准库函数（gethostbyname）来获得给定名字主机的IP地址，标准库函数（gethostbyaddr）实现逆操作。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003Eip地址是一串数字，含义不清、也不便于记忆，\u003Cstrong\u003E主机名含义更清晰\u003C\u002Fstrong\u003E，www.baidu.com你就很容易记住，这也是为什么存在IP地址还需要主机名的原因。\u003C\u002Fp\u003E\u003Ch1 class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cstrong\u003E分用\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E接收端接收到以太网数据帧（Frame）之后，需要像\u003Cstrong\u003E剥洋葱\u003C\u002Fstrong\u003E一样，从协议栈由底向上升，即遵照链路层->网络层->传输层->应用层的顺序，去掉各层协议添加的首尾部，将数据取出，交给最上层应用程序，这个过程叫Demultiplexing，尊从书本的翻译叫\u003Cstrong\u003E分用\u003C\u002Fstrong\u003E。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002F1bd03acd8cc84dc59408acc856a3c1bc\" img_width=\"1080\" img_height=\"724\" alt=\"通俗易懂网络协议（TCP\u002FIP概述）\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-center\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E回顾前面封装的描述，在传输层、网络层、链路层，分别将端口号存入TCP\u002FIP首部，将协议类型存入IP首部，将帧类型存入以太网帧首部。所以在接收端，将一层层拆掉首部，取出对应信息，然后做分派，丢给不同模块处理，上图就是整个处理过程。\u003C\u002Fp\u003E\u003Ch1 class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cstrong\u003E小结\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E本文讲了地址、域名、端口、TCP\u002FIP分层模型、封装、分用等概念。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E你最好能记住TCP\u002FIP链路层->网络层->传输层->应用层的四层划分。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003ETCP segment、UDP datagram、IP datagram、IP fragment、以太网frame、以及IP层和链路层之间传输的数据单元packet，这些概念你最好分清楚，这样交谈的时候会显得比较专业而不是很土。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E数据封装，多看几遍你便能记住了。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003ETCP封装格式：以太网首部(14)+IP首部(20)+TCP首部(20)+应用数据+以太网尾部(4)\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003EUDP封装格式：以太网首部(14)+IP首部(20)+UDP首部(8)+应用数据+以太网尾部(4)\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E应用层协议在应用层实现，而传输层、网络层、链路层都是在内核实现，所以想修改或者优化底层协议很难，因为你几乎动不了内核，因为网络上的大量设备OS你没法一并改过来，这就是所谓的\u003Cstrong\u003E网络设备僵化问题\u003C\u002Fstrong\u003E，HTTP3用UDP替代TCP，就是想在应用层自己去实现可靠传输等。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E每个以太网帧有长度限制（48~1500），网络上每个设备也有对包的长度限制，IP报大了就要分片，分片可能发生在发送端，也有可能发生在中间设备，但应该尽量避免分片，IP报会带有信息让分片后可以重组，MTU的概念可以了解一下。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003EICMP和IGMP逻辑上属于网络层，因为他们是IP协议的附属协议，但实际上，\u003Cstrong\u003EICMP和IGMP报文都被封装为IP datagram传输\u003C\u002Fstrong\u003E，所以又可以把他们视为IP层之上的协议。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E同样ARP和RARP用于IP地址和硬件MAC地址相互转换，逻辑上属于链路层，但实际上\u003Cstrong\u003Earp和rarp报文跟IP datagram一样，都被封装成以太网Frame传输\u003C\u002Fstrong\u003E。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E接收端收到以太网帧之后，会走分用流程，最终将原始数据交给应用程序。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003ETCP\u002FIP协议的应用程序经常使用socket编程接口。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E有很多跟网络相关的工具，比如ping、ifconfig、netstat、arp、tcpdump、wireshark等。\u003C\u002Fp\u003E\u003Ch1 class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cstrong\u003E问题\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E一年前，我对网络编程这块，脑子里充满疑问。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E众所周知，TCP建连三次握手和断连四次握手，但如前所述，任何时候，从主机A都可以任意发一个IP报到主机B，网络主机之间是通过IP层实现路由转发的，两点之间的每个IP报都是独立路由的，既然这样，为什么还要建连？还要浪费时间做A->B、B->A、A->B来回？直接把包发过去不就完了吗？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E假设通过AB建立的3个IP报的作用是表示AB之间的网络连通性？哪又有什么作用？因为网络是随时变化的，此刻连通又不代表下一刻连通。建连之后似乎并不存在AB之间的真正连接，只是两端OS层面维护的一个状态（数据对象）？是虚拟连接？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E建连到底是什么意思？客户端发送一个IP报到服务器去发起连接？那跟传输数据的普通IP报又有什么区别？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E双工是什么意思？为什么socket关闭一半传输之后就不能发送数据了？网络上IP报不是可以任意传输吗？这个限制是哪个地方添加的？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E拥塞控制是什么？Nagle是什么？滑动窗口是什么？TCP为什么要保活？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003Esocekt的编程接口和各种概念跟TCP\u002FIP原理有怎样的对应关系？学完TCP\u002FIP原理对理解socket编程有什么帮助？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E没有深究TCP\u002FIP原理之前，我其实是有很多问题的，只是做应用程序开发，好像没搞懂那些问题也还可以凑合干，但终究是有点糊里糊涂，感觉不太爽。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E本来我想一篇文章讲清楚TCP\u002FIP的主要内容，但是写着写着发现，这样文章会非常长，所以我决定多写几篇，每篇都讲清楚一个主题。\u003C\u002Fp\u003E\u003Ch1 class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cstrong\u003E后续计划\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fh1\u003E\u003Col\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E协议格式\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003ETCP、UDP的区别，建连、拥塞控制，面向连接和可靠传输到底是什么含义？基于UDP编程怎么实现可靠传输？\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E编程接口：socket TCP\u002FUDP编程\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E互联网应用层协议：http、http2、http3（quic）\u003C\u002Fli\u003E\u003C\u002Fol\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E"