TCP/IP不是一个协议，而是一个协议族的统称。里面包括了IP协议，IMCP协议，TCP协议，以及我们更加熟悉的http、ftp、pop3协议等等。电脑有了这些，就好像学会了外语一样，就可以和其他的计算机终端做自由的交流了。

二.TCP/IP协议分层

提到协议分层，我们很容易联想到ISO-OSI的七层协议经典架构，但是TCP/IP协议族的结构则稍有不同。如图所示

       第一层：应用层。是与用户交互的界面，他为用户提供所需要的各种服务，包括远程登录，文件传输和电子邮件等。这里面有http，ftp,等等我们熟悉的协议。        TCP/IP协议族按照层次由上到下，层层包装。

       第二层：传输层。著名的TCP（传输控制协议）和UDP协议（用户数据报协议）和ICMP协议（互联网控制消息协议）都在这个层次。为应用程序提供通信服务，这种通信又叫端对端的通信。TCP协议，以建立高可靠性的消息传输为目的，它负责大量的用户数据按一定的长度组成多个数据包进行发送，并在接受到数据包之后按分解顺序重组和恢复用户数据。它是一种面向连接的可靠的双向通信的数据流。UDP协议，无连接的、不可靠的传输层协议，它把用户数据分解成多个数据包发送给接收方。具有执行代码小，系统开销小和处理速度快等优点。ICMP协议，主要用户主机和网关以及互联网管理中心等的消息的通信，以达到控制管理网络运行的目的。ICMP协议能发送错误消息给数据报的IP主机，还有限制流量的功能。

       第三层：网络层。IP协议就在这里，它负责对数据加上IP地址和其他的数据（后面会讲到）以确定传输的目标。

       第四层：数据链路层。这个层次为待传送的数据加入一个以太网协议头，并进行CRC编码，为最后的数据传输做准备。再往下则是硬件层次了，负责网络的传输，这个层次的定义包括网线的制式，网卡的定义等等（这些我们就不用关心了，我们也不做网卡），所以有些书并不把这个层次放在tcp/ip协议族里面，因为它几乎和tcp/ip协议的编写者没有任何的关系。发送协议的主机从上自下将数据按照协议封装，而接收数据的主机则按照协议从得到的数据包解开，最后拿到需要的数据。这种结构非常有栈的味道，所以某些文章也把tcp/ip协议族称为tcp/ip协议栈。

一些基本的常识

互联网地址(ip地址)

       网络上每一个节点都必须有一个独立的Internet地址（也叫做IP地址）。现在，通常使用的IP地址是一个32bit的数字，也就是我们常说的IPv4标准，这32bit的数字分成四组，也就是常见的255.255.255.255的样式。IPv4标准上，地址被分为五类，我们常用的是B类地址。具体的分类请参考其他文档。需要注意的是IP地址是网络号+主机号的组合，这非常重要。

域名系统

域名系统是一个分布的数据库，它提供将主机名（就是网址啦）转换成IP地址的服务。

RFC

RFC是什么？RFC就是tcp/ip协议的标准文档，在 这里我们可以看到RFC那长长的定义列表，现在它一共有4000多个协议的定义，当然，我们所要学习的，也就是那么十几个协议而已。

端口号(port)

注意，这个号码是用在TCP，UDP上的一个逻辑号码，并不是一个硬件端口，我们平时说把某某端口封掉了，也只是在IP层次把带有这个号码的IP包给过滤掉了而已。

应用编程接口

现在常用的编程接口有socket和TLI。而前面的有时候也叫做“Berkeley socket”，可见Berkeley对于网络的发展有多大的贡献。

摘自：https://www.wmzos.com/?id=13

三.客户端与服务器模式

      客户机/服务器模式要求每个应用程序由两部分组成：一部分负责启动通信，另一部分负责对他进行应答。服务器是指能在网络上提供服务的任何程序；客户机是指用户为得到某种服务所需要运行的程序。服务器包括两部分：主程序和从程序。主程序负责接受来自客户的请求，从程序一般有几个，它们负责处理各个客户请求。

     服务器通常作为应用程序，而不是主机。服务器作为应用程序的优点：它们可以在任何一个支持该通信协议的计算机上运行，这样不同的服务器可以在同一个分时系统上运行，或在同一台个人计算机上运行。

     客户和软件设计中的算法

     客户软件设计和服务器软件设计的主要区别在于：

      1.大多数客户软件在与多个服务器进行交互时，不必明显处理并发性。

      2.大多数客户软件不需要强行保护，他可以依靠操作系统自动的强行执行保护。

客户软件要比服务器软件简单

（1）主要细节问题

      标识服务器的位置（ip,端口）。

     分析地址参数。

     查找域名。

     由名字查找某个众所周知的端口号。

    端口号和网络字节序以及有名字查找协议

（2）TCP客户程序算法

      1.找到与之通信的服务器ip,协议端口号

      2.创建一个套接字描述

      3.指定次连接需要一个在本地机器上任意的未使用的端口

      4.与服务器建立连接

      5.使用应用协议与服务器通信（请求和应答）

      6.关闭连接

（3）UDP 客户程序算法

     1.找到与之通信的服务器ip,协议端口号

     2.创建套接口描述字

     3.指定此连接需要一个在本地机器上任意的未使用的端口

     4.指定数据包要发往的服务器或服务器建立连接

     5.使用应用协议与服务器通信

     6.关闭连接

  服务器软件设计算法

 ⑴面向连接的服务器算法

  ① 服务器接受客户端的连接请求；
  ② 通过这个连接发送所有的通信数据；

  ③ 从客户端接受请求并做出应答；

  ④服务器在完成交互后关闭请求；

⑵无连接的服务器算法

无连接的设计方法中，一个套接口可以与多个主机通信，不会出现资源耗尽的问题。但是它的可靠性相对而言较差。

⑶迭代服务器的算法   在一个时刻只能处理一个客户请求的服务器叫做迭代服务器

① 创建一个套接口，并将它绑定在众所周知的服务器端口上；

② 从套接口上取下一个连接请求，并获得该请求的套接字

③ 重复读取请求队列中的连接请求，构造一个响应，按照响应的协议向客户发回响应

④ 当与特定的客户完成交互之后关闭连接，并接受新的连接请求

⑷并发服务器的算法
并发服务器就是就是同一时刻可以处理多个客户请求的服务器。大多数的并发服务器使用多进程来实现并发性，一个主进程最先开始运行，使用套接口在众所周知的端口监听连接请求，并为每一个请求创建一个服务器进程，由一个从进程来处理一个客服的通信。

并发无连接服务器的算法步骤
1.主1  创建UDP套接口并将其绑定到提供服务的服务器端口上；
2. 主2  通过重复调用recefrom（）来接受客户端的请求，并创建一个新的从进程来处理响应；

3.从1  由于接受到一个特定的请求以及访问到该套接口而被创建。

4.从2 跟进应用协议构造一个应答，并用sendto将该应答发回到客户。

5. 从3 从程序在处理完一个请求后终止。

面向连接并发服务器步骤

1.主1 创建UDP套接口并将其绑定到众所周知的端口；

2.主2  将套接口设置为被动模式，作为服务器使用

3.主3   通过重复调用recefrom（）来接受客户端的请求，并创建一个新的从进程来处理响应；

4.从1  接受一个连接而被创建

5.从2 用该连接与客户进行交互，读取请求并发回响应

6.从3  关闭连接并退出，在处理完来自一个客户的所有请求后，从进程就退出。因为创建进程耗费的紫原比较多，所以无连接服务器很少采用并发实现。

（5）服务器死锁

     因为一个客户的行为贰拾服务器不能处理其他客户的请求