TCP/IP基础

它允许运行在在不同主机上的应用程序相互交换数据流。TCP将数据流分成小段叫做TCP数据段（TCP segments），并利用IP协议进行传输。在大多数情况下，每个TCP数据段装在一个IP数据报中进行发送。但如需要的话，TCP将把数据段分成多个数据报，而IP数据报则与同一网络不同主机间传输位流和字节流的物理数据帧相容。由于IP并不能保证接收的数据报的顺序相一致，TCP会在收信端装配TCP数据段并形成一个不间断的数据流。FTP和Telnet就是两个非常流行的依靠TCP的TCP/IP应用程序。

另一个重要的TCP/IP协议集的成员是用户数据报协议(UDP)，它同TCP相似但比TCP原始许多。TCP是一个可靠的协议，因为它有错误检查和握手确认来保证数据完整的到达目的地。UDP是一个"不可靠"的协议，因为它不能保证数据报的接收顺序同发送顺序相同，甚至不能保证它们是否全部到达。如果有可靠性要求，则应用程序避免使用它。同许多TCP/IP工具同时提供的SNMP(简单网络管理协议)就是一个使用UDP协议的应用例子。

其它TCP/IP协议在TCP/IP网络中工作在幕后，但同样也发挥着重要作用。例如地址转换协议(ARP)将IP地址转换为物理网络地址如以太网地址。而与其对应的反向地址转换协议(RARP)做相反的工作，即将物理网络地址转换为IP地址。网际控制报文协议(ICMP)则是一个支持性协议，它利用IP完成IP数据报在传输时的控制信息和错误信息的传输。例如，如果一个路由器不能向前发送一个IP数据报，它就会利用ICMP来告诉发送者这里出现了问题。

三．TCP/IP网络的七层结构模型

网络设计者在解决网络体系结构时经常使用ISO/OSI（国际标准化组织/开放系统互连）七层模型，该模型每一层代表一定层次的网络功能。最下面是物理层，它代表着进行数据转输的物理介质，换句话说，即网络电缆。其上是数据链路层，它通过网络接口卡提供服务。最上层是应用层，这里运行着使用网络服务的应用程序。

TCP/IP是同ISO/OSI模型等价的。当一个数据单元从网络应用程序下流到网络接口卡，它通过了一列的TCP/IP模块。这其中的每一步，数据单元都会同网络另一端对等TCP/IP模块所需的信息一起打成包。这样当数据最终传到网卡时，它成了一个标准的以太帧(假设物理网络是以太网)。而接收端的TCP/IP软件通过剥去以太网帧并将数据向上传输过TCP/IP栈来为处于接收状态的应用程序重新恢复原始数据(一种最好的了解TCP/IP工作实质的方法，是使用探测程序来观察网络中的到处流动的帧中被不同TCP/IP模块所加上的信息)。为了勾勒TCP/IP在现实网络世界中所扮演的角色，请考虑当使用HTTP(超文本传输协议)的Web浏览器从连接在Internet上的Web服务器上获取一页HTML数据时所发生的情况。为形成同Web服务器的虚链路，浏览器使用一种被抽象地称为套接口(socket)的高层软件。为了获取Web页，它通过向套接口向套接口写入HTTPGET命令来向Web服务器发出该指令。接下来套接口软件使用TCP协议向Web服务器发出包含GET命令的字节流和位流，TCP将数据分段并将各独立段传到IP模块，该模块将数据段转换成数据报并发送给Web服务器。

如果浏览器和服务器运--在不同物理网络的计算机上(一般情况如此)，数据报从一个网络传到另一个网络，直到抵达服务器所在的那个网。最终，数据被传输到目的地址并被重新装配，这样Web服务器通过读自己的套接口来获得数据主干，并进而查看连续的数据流。对浏览器和服务器来说，数据在这一端写入套接口而在另一端出现如同魔术一般，但这只是底下发生的各种复杂的交互，它创造了数据经过网络无缝传输的假象。

这就是TCP/IP所做的：将许多小网联成一个大网。并在这个大网也就是Internet上提供应用程序所需要的相互通信的服务。

四．评论

对于TCP/IP有许多可谈的，但这里仅讲三个关键点：

1．TCP/IP是一族用来把不同的物理网络联在一起构成网际网的协议。TCP/IP联接独立的网络形成一个虚拟的网，在网内用来确认各种独立的不是物理网络地址，而是IP地址。

2．TCP/IP使用多层体系结构，该结构清晰定义了每个协议的责任。TCP和UDP向网络应用程序提供了高层的数据传输服务，并都需要IP来传输数据包。IP有责任为数据包到达目的地选择合适的路由。

3．在Internet主机上，两个运行着的应用程序之间传送要通过主机的TCP/IP堆栈上下移动。在发送端TCP/IP模块加在数据上的信息将在接收端对应的TCP/IP模块上滤掉，并将最终恢复原始数据。