TCP/IP协议的数据传输过程详解——IP与以太网的包收发操作

MTU:一个网络包的最大长度，以太网中一般是1500字节；（含有头部长度，包括IP头部，TCP头部，不包括MAC头部）

MSS:除去头部后，一个网络包所能容纳的TCP的数据的最大长度

 

下图为TCP/IP软件的分层结构：

 

其中，IP中ICMP协议用于告知网络包传送过程中产生的错误及各种控制信息，ARP协议用于根据IP地址查询相应的以太网的MAC地址。

 

 

 TCP模块在执行连接、收发、断开等各阶段的操作中，都需要委托IP模块将数据封装成包发送给通讯对象。

下面介绍一下网络包的一些基本知识：

包是由头部和数据两部分组成。

 

头部包含目的地等控制信息，头部后面就是委托方要发给对方的数据。

 

下面是TCP/IP包的结构：

 

 

 

 

简单区分一下路由器和集线器的区别：

它们在传输网络包的时候有各自的分工：

1、路由器是根据IP规则传输包的设备，根据目标地址判断下一个路由器的位置

2、集线器是按照以太网规则传输包的，在子网中将网络包传到下一个路由。

 

 

 

下图是包收发操作的整体过程：

 

包收发操作的起点就是TCP模块委托IP模块发送包的操作，这个委托的过程就是在TCP模块在数据块的前面加上TCP头部，然后整个传递给IP 模块，这部分就是网路包中的内容。

与此同时，TCP模块还需要指定通信对象的IP地址，收到委托后，IP模块会将包的内容当做一个整块数据，在前面加上包含控制信息的头部。

IP模块会添加IP头部和MAC头部这两个，其中，IP头部中包含IP协议规定、根据IP地址将包传送到目的地的控制信息；MAC头部包含通过以太的局域网将包传输至最近路由器所含的控制信息。

 

IP头部包含很多控制信息，其中重要的是包将发送到哪里的IP地址，这是应用程序提供的；IP头部中还需要填写发送方的IP地址，需要IP模块利用路由表进行判断，即判断发送使用的网卡。

 

MAC地址是在网卡生产时写在ROM里面的，是全世界唯一的一串地址，是生成网卡时写入的，根据IP地址查询MAC地址。

我们通过ARP协议查询目标路由器的MAC地址，发送广播来查询即可：问：**IP地址是谁的？ 答：**IP地址是我的，我的MAC地址是**。为了防止网络中增加很多ARP包，我们会有一个ARP缓存空间中保存查询到的MAC地址。