【新星计划-2023】TCP/IP协议讲解

相信大家在学习的过程中一定听到过TCP/IP这个协议，那么，TCP/IP协议是什么？为什么会有TCP/IP协议？

一、TCP/IP是什么？

TCP/IP是用于计算机通信的一组协议，我们通常称它为TCP/IP协议族。它是70年代中期美国国防部为其ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准，以它为基础组建的internet是目前国际上规模最大的计算机网络，正因为internet的广泛使用，使得TCP/IP成了事实上的标准。之所以说 TCP/IP是一个协议族，是因为TCP/IP协议包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNETFTP、SMTP、ARP、TFTP等许多协议，这些协议一起称为TCP/IP协议。

TCP：传输控制协议

IP：网际协议

二、为什么会有TCP/IP协议

在生活、工作中，各种各样的电脑运行着各自不同的操作系统，这些电脑在表达同一种信息的时候所使用的方法各不相同。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，无法进行交流。因而他们需要定义一些共同的东西来进行交流，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自由的交流了。

三、TCP/IP的分层

下图左部分是OSI参考模型，右部分是TCP/IP协议模型。

 下面给大家讲解各层的作用，依次是应用层、传输层、网络层、网络接口层。

1、应用层

这是指任何交换信息的程序。如果你正在CSDN上阅读本文,那么你就位于此层。应用程序层可以指浏览器,服务器,应用程序或任何工作是将文件和信息发送到传输层的平台。

2、传输层

此层的主要目的是弄清楚应如何将来自应用程序层的信息发送到目标。在其中,数据被分解为网络数据包。

3、网络层

将信息转换为数据包后,将其发送到 IP 层。此层的任务是为每个网络数据包分配一个 IP 地址，以便将其发送到特定网络的确切位置。然后，IP 层通过网络接口将数据包发送到正确的目标。

4、网络接口层

这也称为“数据链路层 ”或“物理层”。无论您使用何种术语,此层都通过无线网络、以太网电缆和其他允许信息传输的物理部件来处理数据从发送方到接收方的移动。

四、重要协议

1、IP

网际协议IP是TCP/IP的心脏，也是网络层中最重要的协议。

IP层接收由更低层发来的数据包，并把该数据包发送到更高层，相反，IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。

高层的TCP和UDP服务在接收数据包时，通常假设包中的源地址是有效的。IP确认包含一个选项，叫作IP source routing，可以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径。对于一些TCP和UDP的服务来说，使用了该选项的IP包好象是从路径上的最后一个系统传递过来的，而不是来自于它的真实地点。这个选项是为了测试而存在的，说明了它可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接。那么，许多依靠IP源地址做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵。

2、TCP

如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们向上传传到TCP层。TCP将数据包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。

面向连接的服务（例如Telnet、FTP、rlogin）需要高度的可靠性，所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP（发送和接收域名数据库），但使用UDP传送有关单个主机的信息。