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TCP/IP 协议簇 · 易错点总结

关联笔记：计算机网络总结、TCPIP协议

TCP 为什么可靠？

TCP 通过以下机制保证可靠传输：

机制	作用
三次握手建立连接	通信前先确认双方可达，建立可靠通道
确认应答（ACK）	接收方收到数据后回复确认，发送方知道数据已到达
超时重传	发送方在规定时间内未收到 ACK，自动重发数据
序列号与排序	每个字节有编号，接收方按序重组，不乱序
流量控制（滑动窗口）	发送方根据接收方窗口大小调整发送速率，防止淹没接收方
拥塞控制	感知网络拥塞后主动降速，避免加剧网络拥堵
校验和	检测数据在传输中是否出错，出错则丢弃并触发重传

UDP 为什么不可靠？

UDP 协议极其简单，以上机制全部没有——不发 ACK、不重传、不排序、不控速。数据发出去就不管了，丢了、乱了、重复了都不处理。

一句话对比

TCP：打电话 —— 先拨通，确认对方在，每句话都有回应
UDP：寄明信片 —— 投进邮筒就不管了，丢没丢、到没到不关心

TCP 适合可靠性优先：HTTP、FTP、SMTP、SSH
UDP 适合实时性优先：DNS、视频直播、VoIP、在线游戏

常用协议端口（高频易错）

协议	端口	作用	易错提示
POP3	110	邮件收取（下载式）	和 SMTP 区分：一个收一个发
SMTP	25	邮件发送	Send 开头 → 发送
HTTP	80	网页传输	明文
HTTPS	443	加密网页传输	HTTP + SSL/TLS
IMAP	143	邮件访问（服务器端保留）	比 POP3 高级，可同步
FTP	20/21	文件传输	20 数据，21 控制
DNS	53	域名解析	域名 → IP
DHCP	67/68	自动分配 IP	服务器 67，客户端 68
SSH	22	安全远程登录	加密，替代 Telnet
Telnet	23	远程登录	明文，不安全
SNMP	161	网络管理	Simple Network Management Protocol

ARP vs RARP（高频混淆）

协议	方向	记忆
ARP	IP → MAC	知道 IP，查 MAC
RARP	MAC → IP	知道 MAC，查 IP

ICMP

因特网控制报文协议。ping 命令使用 ICMP，属于网络层协议。

DHCP 如何分配 IP（DORA 四步）

客户端                                     DHCP 服务器
  │                                            │
  │── Discover（广播：谁给我一个IP？）────────→ │
  │                                            │
  │←── Offer（单播：这个IP借给你，租期X小时）── │
  │                                            │
  │── Request（广播：我就要这个IP了！）───────→ │
  │                                            │
  │←── ACK（单播：租约生效，拿好）─────────── │
  │                                            │
  ▼ 配置完成                                    ▼

步骤	报文	方向	发送方式	含义
1	Discover	客户端→服务器	广播	客户端没有IP，大喊”有没有DHCP服务器？“
2	Offer	服务器→客户端	单播	服务器从地址池中挑一个空闲IP，提供租约（含IP、子网掩码、网关、DNS、租期）
3	Request	客户端→服务器	广播	客户端接受该IP，广播是为了同时通知其他DHCP服务器（可能收到多个Offer）
4	ACK	服务器→客户端	单播	服务器确认租约正式生效

为什么 Request 也用广播？

客户端可能同时收到多个 DHCP 服务器的 Offer，广播通知所有服务器——选中的那台确认，其余回收已分配的 IP。

租约续期

租期到 50% 时 → 客户端单播 Request 续租
续租失败，到 87.5% 时 → 广播 Request 向任意 DHCP 服务器续租
租期到期 → IP 回收，客户端重新 Discover

DHCP 握手 vs TCP 握手（高频混淆）

对比项	DHCP (DORA)	TCP (三次握手)
目的	获取IP地址·网关·DNS等网络配置	建立端到端可靠连接
工作层次	应用层（底层用UDP）	传输层
步数	4步	3步
底层协议	UDP（端口67/68）	TCP协议本身
通信方式	广播+单播混用	全程单播
触发时机	设备刚接入网络时	每次TCP通信开始前

流程对比

DHCP (DORA)：                       TCP (三次握手)：

客户端          服务器                客户端          服务器
  │──Discover(广播)─→│                │── SYN ──────→│
  │←── Offer (单播)──│                │←─ SYN+ACK ──│
  │──Request(广播)──→│                │── ACK ──────→│
  │←── ACK  (单播)───│                │   (连接建立)  │
  │   (配置完成)      │

根本区别

DHCP 客户端没有 IP，所以 Discover 必须广播找服务器。 TCP 双方已有 IP，直接单播建立连接。

一句话记忆

DHCP 握手 = 新员工入职领工牌（广播问谁负责→拿到工牌→确认要这张→正式生效） TCP 握手 = 打电话前确认对方在听（喂？→ 在呢！→ 好我开始说了）