TCP/IP協定（1）——基本概念

1.為什麼會有TCP/IP協定

在世界各地，各種各樣的電腦運作着各自不同的作業系統為大家服務，這些電腦在表達同一種資訊的時候所使用的方法是千差萬别。就好像聖經中上帝打亂了各地人的口音，讓他們無法合作一樣。計算機使用者意識到，計算機隻是單兵作戰并不會發揮太大作用。隻有把它們聯合起來，電腦才會發揮出它最大的潛力。于是人們就想方設法的用電線把電腦連接配接到了一起。

但是簡單的連到一起是遠遠不夠的，就好像語言不同的兩個人互相見了面，完全不能交流資訊。因而他們需要定義一些共通的東西來進行交流，TCP/IP就是為此而生。TCP/IP不是一個協定，而是一個協定族的統稱。裡面包括了IP協定，IMCP協定，TCP協定，以及我們更加熟悉的http、ftp、pop3協定等等。電腦有了這些，就好像學會了外語一樣，就可以和其他的計算機終端做自由的交流了。

2.TCP/IP協定分層

提到協定分層，我們很容易聯想到ISO-OSI的七層協定經典架構，但是TCP/IP協定族的結構則稍有不同。如圖所示

TCP/IP協定族按照層次從上到下，層層包裝。最上面的就是應用層了，這裡面有http，ftp，等等我們熟悉的協定。而第二層則是傳輸層，著名的TCP和UDP協定就在這個層次（我确實沒用過UDP玩星際）。第三層是網絡層，IP協定就在這裡，它負責對資料加上IP位址和其他的資料（後面會講到）以确定傳輸的目标。第四層是叫做資料鍊路層，這個層次為待傳送的資料加一個以太網協定頭，并進行CRC編碼，為最後的資料傳輸做準備。再往下則是硬體層次了，負責網絡的傳輸，這個定義的層次包括網線的制式，網卡的定義等等（這個我們就不用關心了，我們也不做網卡），是以有些書并不把這個層次放在TCP/IP協定族裡面，因為它幾乎和TCP/IP協定的編寫者沒有任何的關系。發送協定的主機從上自下将資料按照協定封裝，而接收資料的主機則按照協定從得到的資料包解開，最後拿到需要的資料。這種結構非常有棧的味道，是以某些文章也把TCP/IP協定族成為TCP/IP協定棧。

3.一些基本的常識

在學習協定之前，我們應該具備一些基本知識

3.1.網際網路位址（ip位址）

網絡上每個節點都必須有一個獨立的interent位址（也叫做ip位址）。現在，通常使用的IP位址是一個32bit的數字，也就是我們常說的IPv4标準，這32bit的數字分成四組，也就是常見的255.255.255.255的樣式。IPv4标準上，位址被分為無淚，我們常用的是B類位址。具體的分類請參考其他文檔。需要注意的是IP位址是網絡号+主機号的組合，這非常重要。

3.2.域名系統

域名系統是一個分布的資料庫，它提供将主機名（就是網址）轉換成IP位址的服務。

3.3.RFC

RFC是什麼？RFC就是TCP/IP協定的标準文檔，在這裡我們可以看到RFC那長長的定義清單，現在它一共有4000多個協定的定義，當然，我們所要學習的，也就是那麼十幾個協定而已。

3.4.端口号（port）

注意，這個号碼使用在TCP、UDP上的一個邏輯号碼，并不是一個硬體端口，我們平時說把某某端口封掉了，也隻是在IP層次把帶有這個号碼的IP包給過濾掉了而已。

3.5.應用程式設計接口

現在常用的程式設計接口有socket和TLI。而前面的有時候也叫做"Berkeley socket"，可見Berkeley對于網絡的發展有多大的貢獻。