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tcp/ip网络协议的基本概念( 四 )

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tcp/ip网络协议的基本概念

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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/IP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 。
小结
本文讲了地址、域名、端口、TCP/IP分层模型、封装、分用等概念 。
你最好能记住TCP/IP链路层->网络层->传输层->应用层的四层划分 。
TCP 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 。
数据封装，多看几遍你便能记住了 。
TCP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)
UDP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)
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，这就是所谓的网络设备僵化问题，HTTP3用UDP替代TCP，就是想在应用层自己去实现可靠传输等 。
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 。
ICMP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，ICMP和IGMP报文都被封装为IP datagram传输，所以又可以把他们视为IP层之上的协议 。
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arp和rarp报文跟IP datagram一样，都被封装成以太网Frame传输 。
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 。
TCP/IP协议的应用程序经常使用socket编程接口 。
有很多跟网络相关的工具，比如ping、ifconfig、netstat、arp、tcpdump、wireshark等 。
问题
一年前，我对网络编程这块，脑子里充满疑问 。
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？
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？
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？
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？
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？
socekt的编程接口和各种概念跟TCP/IP原理有怎样的对应关系？学完TCP/IP原理对理解socket编程有什么帮助？
没有深究TCP/IP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 。

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