Question

从本质上了解TCP/IP协议族

Answer 1

没有分层的情况下是直接从一端把消息传输至另一端，网络传输无非是从客户端传信息到服务端，或者服务端传信息到客户端，那么在传输过程中是存在网络不稳定的情况，数据丢失了怎么办？其实是这样的，客户端发送消息给服务端，正常情况下服务端会在收到消息后回馈信息给客户端，客户端才知道收到了。假如数据丢失了，客户端假如在一定时间内没收到回馈，那么就重新传输信息。

再来看一点，假如我们的数据很大，经过每个中间节点的时间增加了，到最后一个节点的时候数据丢失了，那岂不是要重新传输了，假如频繁发生，用户体验到的感觉就是网络很不稳定。怎么解决呢？把数据分块传输呗。

例如：现在数据一大块，把它分成ABCDE...，每次传输顺序是A、B、C...，假如传到C的时候传输失败了，但AB都传输成功了，那就继续传输C，成功后就接着往下一块块传输。

把数据分块就要分层了？接着往下看

像HTTP这样的就是做网络报文的传输，FTP是做文件的传输，DNS是用来做域名服务的，这都是具体的目标，也就是你有要做的事情，这些要做的事情，就可以用 应用层 来表示了。

那么这些应用层的做的事情要分块传输，而且不单单是HTTP，像DNS和FTP同样也要分块传输。想一下，在Java思想看来，多个类都要做同一种事，是不是要把这件事抽出来做接口。

那么就把分块传输当成一个层来看，这一层是拿到应用层的数据后再把它分块传输，传输完到达另一端后再把数据拼接成完成信息后再丢给应用层，这样把数据把应用层数据分块再合并完传给应用层的这一层作为 传输层 。像TCP和UDP协议都是处于传输层。

说到TCP和UDP，两个的传输差别就是TCP一定要保证数据的正确性，简单点来说就是数据从一端到另一端一定是要完整的，而UDP传输过程可能会丢包，导致数据不完整，例如我们看直播的时候，网络突然不好了，直播卡住了，过了一会网络正常了，但现在是直播，所以不会关注那些事情，继续传输当前的数据。

那么区别都知道了，相同点是什么？不就是传数据嘛，那是不是抽一层出来，把这些传输层的分块数据通过网络传输到另一端。这就是 网络层 。网络层只负责对这些数据块进行传输，拿到了就传，没有就不传。而且网络层对数据传成功没不关心，拿到数据就传，至于数据成不成功，取决于传输层是否要再对数据进行传输。IP协议就处于网络层。

对于网络层里面的传输还需要靠物理设备来实现。我们现实生活中在物理设备上对网络层的支持一般是以太网，需要通过以太网（或者WIFI）才能实现真正意义上的网络传输。所有又有了一层， 数据链路层 。

以上是对网络模型的本质理解。

在传输的时候要事先确定好对方是谁，所以要建立TCP链接，并且这些连接是有状态的（HTTP是无状态的）。这种有状态体现在传输的时候知道对方是对，保持着这种状态进行传数据。

建立TCP连接需要三次握手，什么是三次握手？举个例子，假如A要和B链接：

1、A发消息跟B说：我要跟你进行链接
2、B收到A的消息后，要告知A收到了消息，并回复了：我收到你的消息了
3、A也要告诉B收到了B的消息：我也收到了你的消息，可以开始正常交流了

其中，1是可以理解的，2是因为B得让A知道A->B是正常的并且B也要发消息，而3是因为A告诉B收到了消息，可以正常通信了。

既然有连接就有关闭，为什么要关闭？因为连接时把对方信息保存在自己的本地，关闭是为了释放资源。关闭比连接多了一次。

TCP连接的关闭也叫四次挥手，举个例子，假如A要和B断开连接：

1、A跟B发消息说：我要跟你断开连接
2、B收到后对A说：我知道你没有消息了
3、B又发了个消息说：我也没有消息了
4、A收到后对B说：我知道你没有消息了，可以断开了

之后，TCP就断开了连接。注意，B收到A的消息后只是说告诉A知道A没有消息了，不代表B也没有消息。

在网络中，移动网络并不属于Internet，而在运营商的内网，并不具备真正的公网IP。所以移动网络和外界是通过：移动网络到运营商，然后再从运营商再到外界交流，这就是所谓的长连接。

那为什么要长连接呢？我们知道TCP连接的关闭是我们主动关闭的，而在长连接中，当某个TCP连接在一段时间不通信之后，网关会处于网络性能考虑而关闭这条TCP连接和公网的连接通道，导致这个TCP端口不再能收到外界通信消息，这就是TCP连接被动断开。

在第二次B得到A没有消息发后，为什么不等到B没有没有消息发了再一次告诉A，B也没有消息了？

其实真正的事实是：TCP是支持第二次和第三次进行合并的，即把这两条消息合进一条里发送，本质上，TCP的四次挥手只是因为在通信时候出现 一方讲完了，另一方还没讲完的情况 ，所以TCP要给两方都有一个表达自己 讲完了 的机会，所以本质上TCP的四次挥手其实是一对两次挥手。总结下，这两条消息不是不能合并，而是能不合并，因为会有大量拆开使用的场景，至于合并这个方案，TCP是支持的。