深入理解 TCP 协议：TCP_IP 历史与分层模型

目标

• 了解 TCP/IP 协议历史
• 理解 TCP/IP 协议分层
• 使用 wireshare 抓包，查看网络分层

一、TCP/IP 协议栈历史背景

1969 年，当时 Intent 是美国国防部高级研究计划局（Advanced Research Projects Agency，ARPA）研究的非常小的网络，被称为 ARPANET（Advanced Research Projects Agency Network）
担心敌人摧毁通信网络，于是下决心建立一个高可用网络，即使部分线路或交换机的故障，也不会导致整个网络瘫痪，于是 ARPA 建立了著名的 ARPANET

ARPANET 最早只是一个单个的分组交换网络，后来发展成多个网络的互联技术，促成了互联网的出现

1983 年，TPC/IP 协议成为 ARPANET 上的标准协议，使得所有用 TCP/IP 协议的计算机都能互联，因此 1983 年是互联网诞生的元年

TCP/IP 协议族指在 IP 协议通信过程中用到的协议的统称

二、TCP/IP 网络分层

应用层：规定了应用程序之间如何相互传递报文
传输层：为两台主机之间的应用进程提供端到端的逻辑通信，并不是真的将数据包从一台主机传送到另一台，而是对传输行为进行控制（重传、流量控制、拥塞控制等）
网络互联（网络）层：提供了主机到主机的通信，将传输层产生的数据报封装成分组数据包，发送到目标主机，并提供路由选择的能力
网络访问（MAC）层：提供了主机连接到物理网络需要的硬件和相关的协议

分层好处

• 各层独立
  各层之间使用标准化的接口，不管具体实现
• 更灵活
  路由器不需要应用层和传输层，可以没上层，但必须有下层
• 易于测试和维护
• 利于标准化
  每一层职责清晰，方便进行标准化

三、习题

① 收到 IP 数据包解析以后，它怎么知道这个分组应该投递到上层的哪一个协议（UDP 还是 TCP）？
解：IP 头中有个字段 protocol 可用来表示上层用的哪个协议，TCP（6），如下图：

Ethernet II：网络接口层，以太网帧头部信息
Internet Ptotocol Version 4：互联网层，IP 包头部信息
Transimission Control Protol：传输层，数据段头部信息
Hypertext Transfer Protocol：应用层 HTTP 协议