TCP/IP协议族和错误检测与纠正

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TCP/IP协议族和错误检测与纠正之间的区别

TCP/IP协议族 vs. 错误检测与纠正

互联网协议族（Internet Protocol Suite，縮寫IPS）是一個網路通訊模型，以及一整個网络传输协议家族，為網際網路的基礎通訊架構。它常被通稱為TCP/IP协议族（TCP/IP Protocol Suite，或TCP/IP Protocols），简称TCP/IP。因為该協定家族的兩個核心協定：TCP（传输控制协议）和IP（网际协议），為该家族中最早通過的標準。由於在網絡通讯协议普遍采用分层的结构，当多个层次的协议共同工作时，类似计算机科学中的堆栈，因此又被称为TCP/IP协议栈（TCP/IP Protocol Stack） 。这些协议最早发源于美国国防部（縮寫為DoD）的ARPA网项目，因此也被稱作DoD模型（DoD Model）。這個協定套組由互联网工程任务组負責維護。 TCP/IP提供點對點的連結機制，將資料應該如何封裝、定址、傳輸、路由以及在目的地如何接收，都加以標準化。它將軟體通信過程抽象化為四個抽象層，採取協定堆疊的方式，分別實作出不同通信協定。協定套組下的各種協定，依其功能不同，被分別歸屬到這四個階層之中，常被視為是簡化的七層OSI模型。. 在计算机科学和通信的信息论和编码理论应用中，错误检测和纠正（error detection and correction）或错误控制（error control）是在不可靠的通信信道上可靠地传送数字数据的技术。许多通信信道会经受信道噪声，因此可能在源至接收器的传输期间引入错误。错误检测技术能够检测这样的错误，而错误纠正能在不少情况下重建原始数据。.

协议栈

协议栈（Protocol stack），又稱協議堆疊，是计算机网络协议套件的一个具体的软件实现。 协议套件中的一个协议通常是只为一个目的而设计的，这样可以使得设计更容易。因为每个协议模块通常都要和上下两个其他协议模块通信，它们通常可以想象成是协议栈中的层。最低级的协议总是描述与硬件的物理交互。每个高级的层次增加更多的特性。用户应用程序只是处理最上层的协议。（参见OSI模型） 在实际中，协议栈通常分为三个主要部分：媒体，传输和应用。一个特定的操作系统或平台往往有两个定义良好的软件接口：一个在媒体层与传输层之间，另一个在传输层和应用程序之间。 媒体到传输接口定义了传输协议的软件怎样使用特定的媒体和硬件（“驱动程序”）。例如，此接口定义的TCP/IP传输软件怎么与以太网硬件对话。这些接口的例子包括Windows和DOS环境下的和NDIS。 应用到传输接口定义了应用程序如何利用传输层。例如，此接口定义一个网页浏览器程序怎样和TCP/IP传输软件对话。这些接口的例子包括Unix世界中的伯克利套接字和微软的Winsock。.

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以太网

以太网（Ethernet）是一种计算机局域网技术。IEEE組織的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。以太网是目前应用最普遍的局域网技术，取代了其他局域网标准如令牌环、FDDI和ARCNET。 以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑，但目前的快速以太网（100BASE-T、1000BASE-T标准）为了减少冲突，將能提高的网络速度和使用效率最大化，使用交换机（Switch hub）来进行网络连接和组织。如此一來，以太网的拓扑结构就成了星型；但在逻辑上，以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，即載波多重存取/碰撞偵測）的总线技术。.

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传输控制协议

传输控制协议（Transmission Control Protocol，縮寫為TCP）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。在简化的计算机网络OSI模型中，它完成第四层传输层所指定的功能，用户数据包协议（UDP）是同一层内另一个重要的传输协议。 在因特网协议族（Internet protocol suite）中，TCP层是位于IP层之上，应用层之下的中间层。不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接，但是IP层不提供这样的流机制，而是提供不可靠的包交换。 应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，然后TCP把数据流分割成适当长度的报文段（通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传输单元（MTU）的限制）。之后TCP把结果包传给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。TCP为了保证不发生丢包，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的包发回一个相应的确认（ACK）；如果发送端实体在合理的往返时延（RTT）内未收到确认，那么对应的数据包就被假设为已丢失将会被进行重传。TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误；在发送和接收时都要计算校验和。.

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網路封包

数据包（Data packet），又称分组，是在分组交换网络中传输的格式化數據單位。 一個数据包（packet）分成兩個部份，包括控制信息，也就是头（header），和資料本身，也就是负载（payload）。 我们可以将一个数据包比作一封信，头相当于信封，而数据包的数据部分则相当于信的内容。当然，有时候一个大数据包可以分成多个小数据包，这个和信不同。.

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用户数据报协议

户数据报协议（User Datagram Protocol，縮寫為UDP），又稱使用者資料包協定，是一个简单的面向数据报的传输层协议，正式規範為RFC 768。 在TCP/IP模型中，UDP为网络层以上和应用层以下提供了一个简单的接口。UDP只提供数据的不可靠传递，它一旦把应用程序发给网络层的数据发送出去，就不保留数据备份（所以UDP有时候也被认为是不可靠的数据报协议）。UDP在IP数据报的头部仅仅加入了复用和数据校验（字段）。 UDP首部字段由4个部分组成，其中两个是可选的。各16bit的來源端口和目的端口用来标记发送和接受的应用进程。因为UDP不需要应答，所以來源端口是可选的，如果來源端口不用，那么置为零。在目的端口后面是长度固定的以字节为单位的长度域，用来指定UDP数据报包括数据部分的长度，长度最小值为8byte。首部剩下地16bit是用来对首部和数据部分一起做校驗和（Checksum）的，这部分是可选的，但在实际应用中一般都使用这一功能。 由于缺乏可靠性且屬於非連接導向協定，UDP应用一般必须允许一定量的丢包、出错和复制貼上。但有些应用，比如TFTP，如果需要则必须在应用层增加根本的可靠机制。但是绝大多数UDP应用都不需要可靠机制，甚至可能因为引入可靠机制而降低性能。流媒體（串流技術）、即时多媒体游戏和IP电话（VoIP）一定就是典型的UDP应用。如果某个应用需要很高的可靠性，那么可以用传输控制协议（TCP协议）来代替UDP。 由于缺乏拥塞控制（congestion control），需要基于网络的机制来减少因失控和高速UDP流量负荷而导致的拥塞崩溃效应。换句话说，因为UDP发送者不能够检测拥塞，所以像使用包队列和丢弃技术的路由器这样的网络基本设备往往就成为降低UDP过大通信量的有效工具。数据报拥塞控制协议（DCCP）设计成通过在诸如流媒体类型的高速率UDP流中，增加主机拥塞控制，来减小这个潜在的问题。 典型网络上的众多使用UDP协议的关键应用一定程度上是相似的。这些应用包括域名系统（DNS）、简单网络管理协议（SNMP）、动态主机配置协议（DHCP）、路由信息协议（RIP）和某些影音串流服務等等。.

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IPv4

网际协议版本4（Internet Protocol version 4，IPv4），又稱網際網路通訊協定第四版，是网际协议开发过程中的第四个修订版本，也是此协议第一个被广泛部署的版本。IPv4是互联网的核心，也是使用最广泛的网际协议版本，其後繼版本為IPv6，直到2011年，IANA IPv4位址完全用盡時，IPv6仍处在部署的初期。 IPv4在IETF于1981年9月发布的 RFC 791 中被描述，此RFC替换了于1980年1月发布的 RFC 760。 IPv4是一种无连接的协议，操作在使用分组交换的链路层（如以太网）上。此协议会尽最大努力交付数据包，意即它不保证任何数据包均能送达目的地，也不保证所有数据包均按照正确的顺序无重复地到达。这些方面是由上层的传输协议（如传输控制协议）处理的。.

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IPv6

网际协议第6版（英文：Internet Protocol version 6，縮寫：IPv6）是网际协议（IP）的最新版本，用作互联网的網路層協議，用它来取代IPv4主要是为了解决IPv4地址枯竭问题，不过它也在其他很多方面对IPv4有所改进。 IPv6的设计目的是取代IPv4，然而长期以来IPv4在互联网流量中仍占据主要地位，IPv6的使用增长缓慢。在2017年7月，通过IPv6使用Google服务的用户百分率首次超过20%。.

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OSI模型

开放式系统互联通信参考模型（Open System Interconnection Reference Model，縮寫為 OSI），簡稱為OSI模型（OSI model），一種概念模型，由国际标准化组织提出，一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架。定義於ISO/IEC 7498-1。.

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