【计算机网络】Linux下的网络通信协议（TCP、UDP、IP、ICMP、ARP、DNS）

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各层协议的作用：https://www.cnblogs.com/pengjie-py/p/11256483.html
TCP/IP 意味着 TCP 和 IP 在一起协同工作。TCP 负责应用软件（比如你的浏览器）和网络软件之间的通信。IP 负责计算机之间的通信。TCP 负责将数据分割并装入 IP 包，然后在它们到达的时候重新组合它们。IP 负责将包发送至接受者。

TCP

详细总结戳：https://www.jianshu.com/p/e916bfb27daa
TCP报文格式
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TCP和UDP的区别

TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。
TCP面向字节流，UDP面向报文。
TCP提供可靠的服务（三次握手四次挥手）。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付。TCP通过校验和，重传控制，序号标识，滑动窗口、确认应答实现可靠传输。如丢包时的重发控制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。
UDP具有较好的实时性，工作效率比TCP高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。
每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信。
TCP对系统资源要求较多，UDP对系统资源要求较少。
使用场景的区别
【TCP应用场景】
效率要求相对低，但对准确性要求相对高的场景。因为传输中需要对数据确认、重发、排序等操作，相比之下效率没有UDP高。举几个例子：文件传输（准确高要求高、但是速度可以相对慢）、接受邮件、远程登录。
【UDP应用场景】
效率要求相对高，对准确性要求相对低的场景。举几个例子：QQ聊天、在线视频、网络语音电话（即时通讯，速度要求高，但是出现偶尔断续不是太大问题，并且此处完全不可以使用重发机制）、广播通信（广播、多播）。

TCP和UDP编程步骤的区别
服务端

步骤	TCP	UDP
1	创建一个socket，用函数socket()	同
2	设置socket属性，用函数setsockopt()	同
3	绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind()	同
4	开启监听，用函数listen();&lt;br/&gt;接收客户端上来的连接，用函数accept();&lt;br/&gt;收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();	循环接收数据，用函数recvfrom()
5	关闭网络连接	同
6	关闭监听	null

客户端

步骤	TCP	UDP
1	创建一个socket，用函数socket()	同
2	设置socket属性，用函数setsockopt()	同
3	绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind()	同
4	连接服务器，用函数connect();&lt;br/&gt;收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();	发送数据，用函数sendto()
5	关闭网络连接	同

UDP

见上方TCP和UDP的区别。
参考链接：https://blog.csdn.net/aa1928992772/article/details/85240358

IP

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参考链接：https://blog.csdn.net/qq_42058590/article/details/82918678

ICMP

ICMP是网络层的协议，ICMP协议的功能主要有：

确认IP包是否成功到达目标地址
通知在发送过程中IP包被丢弃的原因

Q：ping命令的功能
（1）能验证网络的连通性
（2）会统计响应时间和TTL(IP包中的Time To Live，生存周期)

Q:那么如何验证的呢？
（1）ping命令会先发送一个 ICMP Echo Request给对端
（2）对端接收到之后, 会返回一个ICMP Echo Reply
（3）若没有返回，就是超时了，会认为指定的网络地址不存在。

Q:telnet是23端口，ssh是22端口，那么ping是什么端口?
ping命令是基于ICMP，是在网络层。而端口号，是传输层的内容。所以在ICMP中根本就不关注端口号这样的信息。

ARP

ARP协议即地址解析协议。在以太网环境中，数据的传输所依懒的是MAC地址而非IP地址，而将已知IP地址转换为MAC地址的工作是由ARP协议来完成的。在任何时候，一台主机有IP数据报文发送给另一台主机，它都要知道接收方的逻辑（IP）地址。但是IP地址必须封装成帧才能通过物理网络。这就意味着发送方必须有接收方的物理（MAC）地址，因此需要完成逻辑地址到物理地址的映射。而ARP协议可以接收来自IP协议的逻辑地址，将其映射为相应的物理地址，然后把物理地址递交给数据链路层。

ARP请求
任何时候，当主机需要找出这个网络中的另一个主机的物理地址时，它就可以发送一个ARP请求报文，这个报文包好了发送方的MAC地址和IP地址以及接收方的IP地址。因为发送方不知道接收方的物理地址，所以这个查询分组会在网络层中进行广播。

ARP响应
局域网中的每一台主机都会接受并处理这个ARP请求报文，然后进行验证，查看接收方的IP地址是不是自己的地址，只有验证成功的主机才会返回一个ARP响应报文，这个响应报文包含接收方的IP地址和物理地址。这个报文利用收到的ARP请求报文中的请求方物理地址以单播的方式直接发送给ARP请求报文的请求方。