TCP/IP协议 资料整理

一.TCP/IP协议是什么

　　互联网进行通信时，需要相应的网络协议，TCP/IP原本就是为了使用互联网而开发制定的协议族，从字面意思来看，TCP/IP是指TCP和IP这两种协议，但很多情况下，它是利用IP进行通信所必须用到的协议群的统称。像IP或ICMP、TCP或UDP、TELNET或FTP、HTTP等都属于TCP/IP协议。它们与TCP或IP的关系密切，是互联网必不可少的组成部分，所以TCP/IP协议泛指这些协议。

 

 二.TCP/IP协议的分层

　　TCP/IP协议族按层次分别分为以下4层，应用层、传输层、网络层和数据链路层。如下图所示。

1.应用层：

　　应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动。TCP/IP协议族内预存了各类通用的应用服务。比如，FTP（FileTransfer Protocol，文件传输协议）和 DNS（Domain Name System，域名系统）服务就是其中两类。HTTP协议也处于该层。

2.传输层：

　　传输层对上层应用层，提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传输。在传输层有两个性质不同的协议，TCP（Transmission ControlProtocol，传输控制协议）和UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）。

3.网络层（又名网络互连层）：

　　网络层用来处理在网络上流动的数据包。数据包是网络传输的最小数据单位。该层规定了通过怎样的路径（所谓的传输路线）到达对方计算机，并把数据包传送给对方。与对方计算机之间通过多台计算机或网络设备进行传输时，网络层所起的作用就是在众多的选项内选择一条传输路线。

4.链路层（又名数据链路层，网络接口层）：

　　用来处理连接网络的硬件部分。包括控制操作系统、硬件的设备驱动、NIC（Network Interface Card，网络适配器即网卡），及光纤等物理可见部分（还包括连接器等一切传输媒介）。硬件上的范畴均在链路层的作用范围之内。

三.常用的协议介绍

1.IP协议

　　按层次分，IP（Internet Protocol）网际协议位于网络层。几乎所有使用网络的系统都会用到IP协议。TCP/IP协议族中的IP指的就是这个网际协议。

　　IP协议的作用是把各种数据包传送给对方。而要保证确实传送到对方那里，则需要满足各类条件，其中两个重要的条件是IP地址和MAC地址（Media Access Control Address），IP地址指明了节点被分配到的地址，MAC地址是指网卡所属的固定地址。IP地址可以和MAC地址进行配对。IP地址可以变换，但MAC地址基本上不会更改。IP间的通信依赖MAC地址。

　　在网络上，通信的双方在同一局域网（LAN）内的情况是很少的，通常是经过多台计算机和网络设备中转才能连接到对方。而在进行中转时，会利用下一站中转设备的MAC地址来搜索下一个中转目标。这时，会采用ARP协议（AddressResolution Protocol）。ARP是一种用以解析地址的协议，根据通信方的IP地址就可以反查出对应的MAC地址。

 

 2.TCP协议

　　按层次分，TCP位于传输层，提供可靠的字节流服务。字节流服务（Byte Stream Service）是指为了方便传输，将大块数据分割成以报文段（segment）为单位的数据包进行管理。而可靠的传输服务是指，能够把数据准确可靠地传给对方。TCP协议为了更容易传送大数据才把数据分割，同时还能确认数据最终是否传送给对方。

　　为了准确无误地将数传送到目标处，TCP协议采用了三次握手（three-way handshaking）策略。用TCP协议把数据包送出去后，TCP不会对传送后的情况置之不理，它一定会向对方确认是否成功送达。握手过程中使用了TCP的标志（flag），SYN（synchronize）和ACK（acknowledgement）。

　　发送端首先发送一个带SYN标志的数据包给对方。接收端收到后，回传一个带有SYN/ACK标志的数据包以示传达确认信息。最后，发送端再回传一个带ACK标志的数据包，代表“握手”结束。

　　如果在握手过程中突然中断了，TCP协议会再次以相同的顺序发送相同的数据包。（PS.除了三次握手，TCP协议还有其它手段来保证通信的可靠性）

 

 3.DNS协议

　　DNS（Domain Name System）服务是和HTTP协议一样位于应用层的协议。它提供域名到IP地址之间的解析服务。

　　计算机既可以被赋予IP地址，也可以被赋予主机名和域名。用户通常使用主机名或域名来访问对方的计算机，而不是直接通过IP地址访问。因为与IP地址的一组纯数字相比，用字母配合数字的表示形式来指定计算机名更符合人们的记忆习惯。但是，让计算机去理解名称，相对而言就变得困难，因为计算机更删除处理一长串数字。为了解决这个问题，这就需要用到DNS服务，DNS协议提供通过域名查找IP地址，或者逆向从IP地址反查域名的服务。

四.协议之间的关系