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一、TCP/IP的標準化

1、TCP/IP的含義

一般來說，TCP/IP是利用IP進行通信時所必須用到的協議群的統稱。

具體點，IP或ICMP、TCP或UDP、TELENT或FTP、以及HTTP等都屬于TCP/IP協議，而TCP/IP一詞泛指這些協議，有時稱它們為TCP/IP為網際協議族/TCP/IP協議族

如下圖所示：

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2、標準化的精髓

特性：開放性、注重實用性（被標準化的協議能否被實際運用）

TCP/IP協議由IETF（國際互聯網工程任務組）討論制定；即將協議的大致規范定下來，然后進行通信試驗，及時修訂

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3、規范——RFC

RFC：request for comment，即征求意見表；那些需要標準化的協議，會被計入RFC并在互聯網上公布；RFC不僅包含協議規范內容，還包括協議實現和運用的相關信息，以及實驗方面的信息

RFC通過編號組織每個協議的標準化請求；其編碼是既定的，一旦成為某個RFC的內容，就不能再對其進行修改；若要修改已有某個協議內容，則需要重新發行一個新的RFC文檔，同時，老的RFC文檔作廢

新的RFC文檔會明確規定是擴展了哪個已有RFC以及要作廢哪個已有RFC

基于每次修改RFC時都會產生新的RFC編號太麻煩，為此，采用了STD（standard）方式管理編號，其作用是：用來記錄哪個編號制定哪個協議

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4、TCP/IP的標準化流程

TCP/IP的標準化流程大概分為以下幾個階段：

①.互聯網草案階段：從提出開始不斷進行討論實驗，有了一定成熟度，覺得實際可行，認為其可以進行標準化，可進入下一階段

②.提議標準階段：計入RFC，開始進入眾多設備廠商生產環節，投入試驗使用，一般為6個月，當所有參與協議的人覺得其“實用性強，不存在太多問題”，則進入下一階段

③.草案標準階段：一般為期4個月，在經過不斷的使用和討論改進后，被大眾所使用接受，那么這個草案標準就進入下一個階段

④.標準階段：到這個階段，意味著該標準已廣泛被使用且具有很強的實用性

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5、RFC獲取方法

①.網址：http://www.rfc-editor.org/rfc/

? ? ? ? ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/

這兩個網址保存著所有的RFC文件，網站中有一個名為rfc-index.txt的文件，包含所有RFC概覽；RFC網站除了發布RFC相關信息，還提供RFC檢索功能

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②.STD或FYI以及ID獲取地址

關于STD、FYI、ID也可以從以下網站獲取，其概覽一分別記錄在std-index.txt、fyi-index.txt等文件中

STD獲取地址：http://www.rfc-edctor.org/in-notes/std/

FYI獲取地址：http://www.rfc-edctor.org/in-notes/fyi/

ID獲取地址：http://www.rfc-edctor.org/Internet-drafts/

JPNIC的ftp服務器中的目錄:

STD獲取網址：ftp://ftp.nic.ad.jp/rfc/std/

FYI獲取網址：ftp://ftp.nic.ad.jp/rfc/fyi/

ID獲取網址：ftp://ftp.nic.ad.jp/internet-drafts/

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二、互聯網基礎知識

1、互聯網定義

互聯網，英文單詞為Internet；Internet指的是將多個網絡連接使其構成一個更大的網絡，所以Internet本意為網際網

“互聯網”是指由ARPANET發展而來、互聯全世界的計算機網絡；互聯全世界的計算機網絡，現在“互聯網”對應的英文單詞為“The Internet”

與Internet對應的另一種網絡叫做intranet，該網絡指使用Internet技術將企業內部組織機構連接起來形成一個企業范圍的內部網絡，提供面向企業內部的通信服務

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2、互聯網與TCP/IP關系

互聯網進行通信時，需要相應的網絡協議，TCP/IP是為使用互聯網而開發定制的協議族；因此，互聯網的協議就是TCP/IP

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3、互聯網的結構

小范圍內的網絡連接形成機構內部網絡，機構內部網絡連接形成區域網絡，各個區域相互連接，則形成連接全是的互聯網；互聯網是一個有層次的網絡

互聯網中每個網絡都是由骨干網（BackBone）和末端網（Stub）組成；每個網絡之間通過NOC相連；如果運營商不同，則網絡連接方式和使用方法也不同。異構網絡需要有IX支持

互聯網就是眾多異構網絡通過IX互聯的一個巨型網絡

△ NOC:Network Operation Center（網絡操作中心）

△ IX：Internet Exchange：網絡交換中心

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4、ISP和區域網

連接互聯網需要向ISP（internet service provider：互聯網服務提供商）或區域網提出申請，不同的ISP提供的互聯網接入服務也不同

區域網指的是特定區域內由團體或志愿者提供的網絡服務，通常價格比較便宜，但有時會出現連接方式復雜或者使用有限制的情況

當申請網絡服務時，建議確認了解一下提供的具體服務條目、服務的細則（接入方式、條件、費用）等，再決定

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三、TCP/IP協議分層模型

1、TCP/IP與OSI參考模型

TCP/IP與OSI在分層模塊上的區別：

OSI：注重通信協議必要的功能是什么

TCP/IP：在計算機上實現協議應該開發哪種程序

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2、硬件（物理層）

TCP/IP的最底層是負責數據傳輸的硬件。這種硬件就相當于以太網或電話線路等物理層的設備，TCP/IP是在網絡互連的設備之間能夠通信的前提下才被提出的協議。

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3、網絡接口層（數據鏈路層）

利用以太網中的數據鏈路進行通信，屬于接口層；將其當做“驅動程序”也可以（驅動程序是在操作系統與硬件之前起橋梁作用的軟件）

PS：有時也將硬件層和網絡接口層合并起來，稱為“網絡通信層”

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4、互聯網層（網絡層）

互聯網層使用IP協議，相當于OSI中的第三層模型；IP協議基于IP地址轉發分包數據

IP協議的作用：將分組數據包發送到目的主機

TCP/IP分層中的互聯網層與傳輸層的功能通常由操作系統提供，尤其是路由器，它必須得實現通過互聯網層轉發分組數據包的功能

連接互聯網的所有主機跟路由器必須都實現IP功能，其他鏈接互聯網的網絡設備（網橋、中繼器）則不是必須

IP：跨越網絡傳送數據包，使整個互聯網都能收到數據的協議；傳送數據時，IP地址作為主機的標識

? ? ? IP還隱含數據鏈路層的功能：通過IP，相互通信的主機之間不論經過怎樣的數據鏈路，都可以實現通信

? ? ? IP是分組交換的一種協議，但是不具有重發機制；即使分組數據包未到達對端主機也不會重發；屬于非可靠性傳輸協議

ICMP:IP數據包發送過程中一旦發生異常導致無法到達對端目標地址時，需要給發送端一個發生異常的通知，ICMP就是為了該功能而定制；有時可用來診斷網絡健康狀況

ARP：從分組數據包的IP地址解析出物理地址（MAC地址）的一種協議

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5、傳輸層

TCP/IP傳輸層有TCP和UDP兩個具有代表性的協議，主要功能是讓應用程序之間實現通信；其通信邏輯如下圖：

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TCP：面向有連接的傳輸層協議，可以保證通信兩端主機之間的通信可達；可以正確的處理傳輸過程中丟包、傳輸亂序等異常情況；還能有效利用帶寬，緩解網絡擁堵。

UDP：面向無連接的傳輸層協議，不關注對端是否真的收到傳送的數據；如需檢查對端是否收到分組數據包，或對端是否連接到網絡，需要在應用程序中實現常用于分組數據較少或多播。廣播通信及視頻通信等領域。

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6、應用層（會話層以上的分層）

TCP/IP分層中，將OSI中的會話層、表示層、應用層都集中到了應用程序中實現

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TCP/IP應用的架構絕大多數術語客戶端/服務端模型；提供服務的程序叫服務端，接受服務的程序叫客戶端，服務器會預先部署到主機上，等待接收任何時刻客戶端發送的請求

常見的應用層協議：

HTTP協議：（HyperText Transfer Protocol）

瀏覽器與客戶端通信所使用的協議，傳輸數據主要格式為HTML，http協議OSI應用層協議，而HTML屬于表示層的協議

文件傳輸協議：FTP（File Transfer Protocol）

傳輸過程可以選擇用二進制還是文本方式，傳輸時會建立兩個TCP連接：發送傳輸請求時用到的控制連接和實際傳輸時用到的數據連接

電子郵件協議：SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）

可以發送聲音圖像文字，甚至改變文字大小、顏色等

遠程登錄（TELNET與SSH）：

常見的還有其他遠程登錄協議，比如：BSD UNIX系中的rlogin的r命令和X Window System中的X協議

網絡管理協議：SNMP（Simple Newwork Management Protocol）

在TCP/IP進行網絡管理時，采用該協議，其中使用SNMP管理的主機。網橋、路由器等稱作SNMP代理（Agent），進行管理的那一段叫做管理器（Manager）

在SNMP代理端，保存著網絡接口信息、通信數據量、異常數據量以及設備溫度等信息，這些信息通過MIB訪問，在TCP/IP中，SNMP屬于應用協議，MIB屬于表示層協議

MIB（Management Information Base）:可透過網絡的結構變量

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四、TCP/IP分層模型

1、數據包首部

每個分層都會對所發送的數據附加一個首部，首部中包含該層必要的信息；通常為協議提供的信息為包首部，所要發送的內容為數據

關于包、幀、數據報、段、消息的概述：

包：一個概括性術語，指數據整體

幀：數據鏈路層中包的單位

數據報：IP和UDP等網絡層以上分層中包的單位

段：TCP數據流中的信息

消息：應用協議中數據的單位

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2、發送數據包

假設A發送郵件“早上好”給B，那么它的通信過程大概如下：

①.應用程序處理

應用程序啟動，新建郵件及內容，點擊發送，應用程序對郵件進行編碼處理，然后發送給下一層TCP

②.TCP模塊的處理

根據上層應用發來的指示，建立負責建立連接、發送連接及斷開連接；TCP提供將應用層發來的數據順利發送至對端的可靠傳輸

為了實現該功能，會在應用層數據前端加一個TCP首部，首部包括源端口號和目標端口號。序號以及校驗，隨后將附加了TCP首部的包發送給IP

③.IP模塊的處理

IP將TCP傳遞的首部和數據合并，并在首部之前加上自己的IP，IP包生成后，參考路由控制表決定接受此IP包的路由或者主機，隨后，IP包將被發送給連接這些路由或主機網絡接口的驅動程序，實現發送數據

④.網絡接口（以太網驅動）的處理

以太網接受到的IP包，對其來說就是數據，會給其加上以太網首部并進行發送處理，首部中包含接收端MAC地址，發送端MAC地址以及標志以太網類型的以太網數據協議

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3、數據包接收處理

①.網絡接口（以太網驅動）的處理

主機收到以太網包，首先找到MAC地址判斷是否為發送給自己的，如果不是則丟棄數據

如果是，則確認數據類型，然后將數據包發送給對應的類型處理程序處理

②.IP模塊的處理

收到數據包先進行判斷處理，如果包首部IP地址與自己匹配則接受數據并尋找到上一層協議，并轉發給上一層進行處理

③.TCP模塊的處理

接收到數據包首先計算校驗和，判斷數據包是否被破壞，然后檢查是否按序接受數據，最后檢查端口號，確定具體應用程序

數據接受完畢，接收端發送一個“確認回執”個發送端

④.應用程序的處理

接收端應用程序會直接接收發送端的數據，并進行解析處理

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的TCP/IP协议（二）tcp/ip基础知识的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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