第1章  概述

TCP/IP起源于60年代末美國(guó)政府資助的一個(gè)分組交換網(wǎng)絡(luò)研究項(xiàng)目，到90年代已發(fā)展成為計(jì)算機(jī)之間最常應(yīng)用的組網(wǎng)形式。

分層

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通常分不同層次進(jìn)行開發(fā)，每一層分別負(fù)責(zé)不同的通信功能。一個(gè)協(xié)議族，比如TCP/IP，是一組不同層次上的多個(gè)協(xié)議的組合。TCP/IP通常被認(rèn)為是一個(gè)四層協(xié)議系統(tǒng),每一層負(fù)責(zé)不同的功能：

1) 鏈路層，有時(shí)也稱作數(shù)據(jù)鏈路層或網(wǎng)絡(luò)接口層，通常包括操作系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和計(jì)算機(jī)中對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口卡。它們一起處理與電纜（或其他任何傳輸媒介）的物理接口細(xì)節(jié)。

2) 網(wǎng)絡(luò)層，有時(shí)也稱作互聯(lián)網(wǎng)層，處理分組在網(wǎng)絡(luò)中的活動(dòng)，例如分組的選路。在TCP/IP協(xié)議族中，網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議包括IP協(xié)議（網(wǎng)際協(xié)議），ICMP協(xié)議（Internet互聯(lián)網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議），以及IGMP協(xié)議（Internet組管理協(xié)議）。

3 ) 運(yùn)輸層主要為兩臺(tái)主機(jī)上的應(yīng)用程序提供端到端的通信。在TCP/IP協(xié)議族中，有兩個(gè)互不相同的傳輸協(xié)議： TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）。

TCP為兩臺(tái)主機(jī)提供高可靠性的數(shù)據(jù)通信。它所做的工作包括把應(yīng)用程序交給它的數(shù)據(jù)分成合適的小塊交給下面的網(wǎng)絡(luò)層，確認(rèn)接收到的分組，設(shè)置發(fā)送最后確認(rèn)分組的超時(shí)時(shí)鐘等。由于運(yùn)輸層提供了高可靠性的端到端的通信，因此應(yīng)用層可以忽略所有這些細(xì)節(jié)。

UDP則為應(yīng)用層提供一種非常簡(jiǎn)單的服務(wù)。它只是把稱作數(shù)據(jù)報(bào)的分組從一臺(tái)主機(jī)發(fā)送到另一臺(tái)主機(jī)，但并不保證該數(shù)據(jù)報(bào)能到達(dá)另一端。任何必需的可靠性必須由應(yīng)用層來提供。

4 ) 應(yīng)用層負(fù)責(zé)處理特定的應(yīng)用程序細(xì)節(jié)。幾乎各種不同的TCP/IP實(shí)現(xiàn)都會(huì)提供下面這些通用的應(yīng)用程序：

• Telnet 遠(yuǎn)程登錄。

• FTP 文件傳輸協(xié)議。

• SMTP 簡(jiǎn)單郵件傳送協(xié)議。

• SNMP 簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。

互聯(lián)網(wǎng)地址(IP地址)

Internet 上的每臺(tái)主機(jī)(Host)都有一個(gè)唯一的IP地址。IP協(xié)議就是使用這個(gè)地址在主機(jī)之間傳遞信息，這是Internet 能夠運(yùn)行的基礎(chǔ)。IP地址的長(zhǎng)度為32位，分為4段，每段8位，用十進(jìn)制數(shù)字表示，每段數(shù)字范圍為0～255，段與段之間用句點(diǎn)隔開。例如159.226.1.1。IP地址有兩部分組成，一部分為網(wǎng)絡(luò)地址，另一部分為主機(jī)地址。IP地址分為A、B、C、D、E5類。常用的是B和C兩類。ip地址就像是我們的家庭住址一樣，如果你要寫信給一個(gè)人，你就要知道他（她）的地址，這樣郵遞員才能把信送到，計(jì)算機(jī)發(fā)送信息是就好比是郵遞員，它必須知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送錯(cuò)人家。只不過我們的地址使用文字來表示的，計(jì)算機(jī)的地址用十進(jìn)制數(shù)字表示。

IP地址分類

1．A類IP地址

一個(gè)A類IP地址由1字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和3字節(jié)主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“0”， 地址范圍從0.0.0.1 到126.0.0.0。可用的A類網(wǎng)絡(luò)有126個(gè)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納1億多個(gè)主機(jī)。

2．B類IP地址

一個(gè)B類IP地址由2個(gè)字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和2個(gè)字節(jié)的主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“10”，地址范圍從128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B類網(wǎng)絡(luò)有16382個(gè)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納6萬(wàn)多個(gè)主機(jī) 。

3．C類IP地址

一個(gè)C類IP地址由3字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和1字節(jié)的主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“110”。范圍從192.0.0.0到223.255.255.255。C類網(wǎng)絡(luò)可達(dá)209萬(wàn)余個(gè)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納254個(gè)主機(jī)。

4．D類地址用于多點(diǎn)廣播（Multicast）。

D類IP地址第一個(gè)字節(jié)以“1110”開始，它是一個(gè)專門保留的地址。它并不指向特定的網(wǎng)絡(luò)，目前這一類地址被用在多點(diǎn)廣播（Multicast）中。多點(diǎn)廣播地址用來一次尋址一組計(jì)算機(jī)，它標(biāo)識(shí)共享同一協(xié)議的一組計(jì)算機(jī)。

5．E類IP地址

以“11110”開始，為將來使用保留。

全零（“0.0.0.0”）地址對(duì)應(yīng)于當(dāng)前主機(jī)。全“1”的IP地址（“255.255.255.255”）是當(dāng)前子網(wǎng)的廣播地址。

什么是公有地址和私有地址?

公有地址（Public address）由Inter NIC（Internet Network Information Center 因特網(wǎng)信息中心）負(fù)責(zé)。這些IP地址分配給注冊(cè)并向Inter NIC提出申請(qǐng)的組織機(jī)構(gòu)。通過它直接訪問因特網(wǎng)。

私有地址（Private address）屬于非注冊(cè)地址，專門為組織機(jī)構(gòu)內(nèi)部使用。

以下列出留用的內(nèi)部私有地址

A類 10.0.0.0--10.255.255.255

B類 172.16.0.0--172.31.255.255

C類 192.168.0.0--192.168.255.255

封裝與分用

當(dāng)應(yīng)用程序用TCP傳送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)被送入?yún)f(xié)議棧中，然后逐個(gè)通過每一層直到被當(dāng)作一串比特流送入網(wǎng)絡(luò)。其中每一層對(duì)收到的數(shù)據(jù)都要增加一些首部信息（有時(shí)還要增加尾部信息）。TCP傳給IP的數(shù)據(jù)單元稱作TCP報(bào)文段或簡(jiǎn)稱為TCP段（TCP segment）。IP傳給網(wǎng)絡(luò)接口層的數(shù)據(jù)單元稱作IP數(shù)據(jù)報(bào)(IP datagram)。通過以太網(wǎng)傳輸?shù)谋忍亓鞣Q作幀(Frame)。

當(dāng)目的主機(jī)收到一個(gè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀時(shí)，數(shù)據(jù)就開始從協(xié)議棧中由底向上升，同時(shí)去掉各層協(xié)議加上的報(bào)文首部。每層協(xié)議盒都要去檢查報(bào)文首部中的協(xié)議標(biāo)識(shí)，以確定接收數(shù)據(jù)的上層協(xié)議。這個(gè)過程稱作分用（ Demultiplexing）

客戶-服務(wù)器模型

大部分網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序在編寫時(shí)都假設(shè)一端是客戶，另一端是服務(wù)器，其目的是為了讓服務(wù)器為客戶提供一些特定的服務(wù)。

端口號(hào)

通過端口號(hào)來識(shí)別應(yīng)用程序