【计算机网络】TCP IP通信处理过程

1.数据包首部

每个分层中都会对所发送的数据附加一个首部，其中包含了该层必要的信息，如发送端地址、接收端地址以及协议等相关信息。

2.发送数据包

1）应用程序处理

进行编码处理（相当于表示层功能），管理何时建立通信何时发送数据等功能（相当于会话层功能）。建立连接后将数据发送给下一层的TCP，再做实际的转发处理。

2）TCP模块的处理

TCP根据应用的提示，负责建立连接、发送数据以及断开连接。提供可靠传输。

在数据前端附加一个TCP首部，包括源端口号、目标端口号（用以识别发送主机跟接收主机上的应用）、序号以及校验和（判断数据是否被损坏）。再将数据发送给IP。

3）IP模块的处理

IP在TCP传过来的数据前附加IP首部，包括接收端IP、发送端IP、上层协议等信息。

IP包生成后，参考路由控制表决定接收此IP包的路由或主机。随后将数据发送给连接这些路由器或主机网络接口驱动程序，以实现真正的数据发送。

如果不知道接收端MAC地址，则通过ARP查找。

4）网络接口（以太网驱动）的处理

在接收到的数据前面附加以太网首部进行发送处理。以太网首部中包含接收端MAC地址、发送端MAC地址以及标志以太网类型的以太网数据协议。发送处理中的FCS由硬件计算，添加到包的最后。FCS为了判断数据包在传输过程中是否被破坏。

3.经过数据链路的包

包流动时，从前往后依次被附加了以太网包首部、IP包首部、TCP包首部（或UDP包首部）以及应用自己的包首和数据。而包的最后则被添加了以太网包尾。

每个包首部中至少包含两个信息：一个是发送端和接收端地址，另一个是上一层的协议类型。

经过每个协议分层时，都必须有识别包发送端和接收端的信息。以太网会用MAC地址，IP会用IP地址，而TCP/IP则会用端口号作为识别两端主机的地址。

4.数据包接收处理

包的接收流程是发送流程的逆序过程。

1）网络接口（以太网驱动）的处理

主机接收到以太网包以后，首先从包首部找到MAC地址判断是否为发给自己的包。如果不是则丢弃数据。

如果是发给自己的包，就查找包首部中的类型域，确定传送过来的数据类型，传给相应的子程序进行处理（若是IP类型作为传给IP，若是ARP类型则传给ARP处理），若没有对应的类型，则丢弃数据。

2）IP模块的处理

IP模块收到包以后，做相似处理。如果包首部的IP地址与自己的IP地址匹配，则接收数据并查找上一层协议。如果上一层是TCP就传给TCP处理，如果是UDP则传给UDP处理。对于路由器，往往接收端地址不是自己的地址，此时需要借助路由控制表转发数据。

3）TCP模块的处理

TCP模块首先会计算校验和，判断数据是否被破坏。然后检查是否按照序号接收数据。最后检查端口号，确定具体的应用程序。

数据接收完毕后，接收端会发送一个“确认回执”给发送端。如果该信息一直未到达，那么发送端会认为接收端没有接收数据而一直反复发送。

数据完整地接收以后，会传给由端口号识别的应用程序。

4）应用程序的处理

接收端应用程序会直接接收发送的数据。如果接收正常，会返回“处理正常”的回执，否则会发送相应的错误信息。

——《图解TCP IP》学习笔记