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为什么会有TCP/IP协议

TCP/IP起源于60年代末，美国政府资助的一个分组交换网络研究项目，到90年代已发展称为设计计算机之间最常应用的组网形式。它是一个真正的可以公开的得到。

在世界上各地，各种各样的电脑运行着各自不同的操作系统为大家服务，这些电脑在表达同一种信息的时候所使用的方法是千差万别。就好像圣经中上帝打乱了各地人的口音，让他们无法合作一样。计算机使用者意识到，计算机只是单兵作战并不会发挥太大的作用。只有把它们联合起来，电脑才会发挥出它最大的潜力。于是人们就想方设法的用电线把电脑连接到了一起。

但是简单的连到一起是远远不够的，就好像语言不同的两个人互相见了面，完全不能交流信息。因而他们需要定义一些共通的东西来进行交流，TCP/IP就是为此而生。TCP/IP不是一个协议，而是一个协议族的统称。里面包括了IP协议，IMCP协议，TCP协议，以及我们更加熟悉的http、ftp、pop3协议等等。电脑有了这些，就好像学会了外语一样，就可以和其他的计算机终端做自由的交流了。

TCP/IP协议分层

提到协议分层，我们很容易联想到ISO-OSI的七层协议经典架构，但是TCP/IP协议族的结构则稍有不同。

7——应用层

TCP/IP协议族按照层次由上到下，层层包装。最上面的就是应用层了，这里面有http，ftp,等等我们熟悉的协议。而第二层则是传输层，著名的TCP和UDP协议就在这个层次。第三层是网络层，IP协议就在这里，它负责对数据加上IP地址和其他的数据（后面会讲到）以确定传输的目标。第四层是叫数据链路层，这个层次为待传送的数据加入一个以太网协议头，并进行CRC编码，为最后的数据传输做准备。再往下则是硬件层次了，负责网络的传输，这个层次的定义包括网线的制式，网卡的定义等等（这些我们就不用关心了，我们也不做网卡），所以有些书并不把这个层次放在tcp/ip协议族里面，因为它几乎和tcp/ip协议的编写者没有任何的关系。发送协议的主机从上自下将数据按照协议封装，而接收数据的主机则按照协议从得到的数据包解开，最后拿到需要的数据。这种结构非常有栈的味道，所以某些文章也把tcp/ip协议族称为tcp/ip协议栈。

下面是TCP/IP协议族的四个层次：

每一层负责不同的功能：

1) 链路层， 有时也称作数据链路层或网络接口层，

• Telnet 远程登录。

一些基本的常识

在学习协议之前，我们应该具备一些基本知识。

• 互联网地址(ip地址)

  网络上每一个节点都必须有一个独立的Internet地址（也叫做IP地址）。现在，通常使用的IP地址是一个32bit的数字，也就是我们常说的IPv4标准，这32bit的数字分成四组，也就是常见的255.255.255.255的样式。IPv4标准上，地址被分为五类，我们常用的是B类地址。具体的分类请参考其他文档。需要注意的是IP地址是网络号+主机号的组合，这非常重要。

• 域名系统

  域名系统是一个分布的数据库，它提供将主机名（就是网址啦）转换成IP地址的服务。

• RFC

  RFC是什么？RFC就是tcp/ip协议的标准文档，我们可以看到RFC那长长的定义列表，现在它一共有4000多个协议的定义，当然，我们所要学习的，也就是那么十几个协议而已。

• 端口号(port)

  注意，这个号码是用在TCP，UDP上的一个逻辑号码，并不是一个硬件端口，我们平时说把某某端口封掉了，也只是在IP层次把带有这个号码的IP包给过滤掉了而已。

• 应用编程接口

  现在常用的编程接口有socket和TLI。而前面的有时候也叫做“Berkeley socket”，可见Berkeley对于网络的发展有多大的贡献。

假设在一个局域网（L A N）如以太网中有两台主机，二者都运行 F T P协议，该过程所涉及到的所有协议。

FTP是一种应用层协议，TCP是一种运输层协议，IP是一种网络层协议，而以太网协议则是用于链路层上。

构造互连网最简单的方法是把两个或多个网络通过路由器进行连接。它是一种特殊的用于网络互连的硬件盒。路由器的好处是为不同类型的物理网络提供连接：以太网、令牌环网、点对点的链接和F D D I（光纤分布式数据接口）等等。

通过路由器连接两个网络。

以太网是这样通信的，每台电脑位于同一个主干中都可以向主干线路中发信息串。假如a吧，它先监听主干线路上有没有人在发信息，如果有它就等一会儿，在它发现没有人发言后它将发言，但这时有可能另一台电脑也和它同时发言（想象一下在课堂上两个学生向老师同时提问），这样它们会同时停止发言，并在等待了一个随机时间后继续发言，当然它们的随机时间是不同的，并且在再次发言前仍需监听主干上是否有其它主机在发言。其它的电脑读取数据包，检查mac地址和ip地址乃至端口号看是不是发给自已的，如果不是便丢弃。它的mac 算法是csma/cd算法 令牌环网的结构是组成一个环形，环形的一圈是主机，主机中存在一个令牌，由一号机向下传，每个主机只有在自已有令牌时才能向主线路中发数据。

连接网络的另一个途径是使用网桥。网桥是在链路层上对网络进行互连，而路由器则是在网络层上对网络进行互连。网桥使得多个局域网（ L A N）组合在一起，这样对上层来说就好像是一个局域网。

下面是几个比较重要的协议：

TCP，UDP，IP这里就不解释了；

ICMP是ＩＰ协议的附属协议。ＩＰ层用它来与其他主机或路由器交换错误报文和其他重要信息。

ＩＧＭＰ是Internet组管理协议，它用来吧一个UDP数据报多播到多个主机。

ARP（地址解析协议）和ＲＡＰ（逆地址解析协议）是某些网络接口层（以太网，令牌环网）使用的特殊协议，用来转换ＩＰ层和网络接口层使用的地址。

ＩＰ地址的分类

其中有一些是有特殊用途的，如１２７.０.０.１环回地址，全０，全１地址等等。

一般来说TCP服务器是并发的，UDP服务器是重复的。

一些重要的端口号：

FTP－－－－>(TCP)21

Telnet--------->(TCP)23

TFTP---------->(UDP)69

网络层（IP）提供点到点的服务，传输层（TCP和UDP）提供端到端的服务。

构成互联网的基石是路由器。

端口号用来标识互通信的应用程序。服务器使用知名端口号，而客户使用临时设定的端口号。

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