簡單介紹TCP/IP協議的運行原理

　　TCP/IP模型很成功，其設計已經經得起多年的磨練。無奈，TCP/IP協議族是很繁雜的一個模型，為了全面理解它，宜采取先全局後局部的庖丁解牛式。本文從應用的角度試著去理解TCP/IP的全貌，配合例子加以講解。

　　本文目的：

　　鞏固自己這方面的知識，作為深入TCP/IP協議族的基礎。

　　本文內容：

　　1. TCP/IP協議族組成

　　從字面上理解，TCP/IP協議族只有TCP、IP協議，其實不然。其真正的名字是Internet協議族 (Internet Protocol Suite) 。和大型軟件一樣，其分為四層：應用層、傳輸層、網絡層、鏈路層。

　　每一層的功能和目的都是不一樣的，每一層上服務的協議也不是有區別的。從上往下看：

　　應用層（產生|利用數據）

　　協議：FTP、HTTP、SNMP(網管)、SMTP(Email)等常用協議；

　　職責：利用應用層協議發送用戶的應用數據，比如利用FTP發送文件，利用SMTP發送Email；由系統調用交給運輸層處理。

　　運輸層（發送|接收數據）

　　協議：TCP(有連接)、UDP(無連接)；

　　職責：負責建立連接、將數據分割發送；釋放連接、數據重組或錯誤處理。

　　網絡層（分組|路由數據）

　　協議：IP、ICMP(控制報文協議)、IGMP(組管理協議)；

　　職責：負責數據的路由，即數據往哪個路由器發送。

　　鏈路層（按位發送|接收數據）

　　協議：以太網卡設備驅動、令牌網卡驅動程序、ARP、RARP等；

　　職責：負責傳輸校驗二進制用戶數據。

　　從可靠性角度看各層區別：

　　網絡層IP協議是不可靠的協議，為此，如果其上面的層也不做任何特殊處理，也將是不可靠的。於是，運輸層的TCP協議彌補了這個空缺，提供有連接的、可校驗的數據傳輸服務。

　　應用層的話可對數據進行加密之類的處理，增強的是傳輸數據的安全性，如https。

　　鏈路層可對數據進行校驗。

　　從運行進程態看各層區別：

　　應用層運行在用戶程序進程中，屬性用戶態；

　　其他層則在系統內核進程運行，屬於核心態；

　　從通信方式上看各層區別：

　　傳輸層是端對端的通信，也就是說，處理的是進程與進程之間的通信，如兩個TCP進程；

　　網絡層是點對點的通信，也就是說，處理的是機器之間的 邏輯連接。

　　從傳輸數據單元上看區別：

　　傳輸層上形成的是TCP或UDP報文段；

　　網絡層形成的是IP數據報；

　　數據鏈路層形成的是幀(Frame)。

　　從尋址方式上看各層區別：

　　網絡層通過IP尋址；

　　鏈路層通過MAC尋址。

　　注解:

　　ICMP: 供IP用於發送錯誤報文，也可由應用層直接調用；

　　IGMP: 用於多播(Multicast)，比如，UDP可用多播IP地址往多個目標主機發送數據報，就是依靠它。

　　ARP&RARP: 用戶在IP地址與MAC地址互相轉換。

　　2. TCP/IP模型基礎設施

　　IP地址

　　共分五類地址，分別如下：

　　A類：0. 0. 0. 0——127.255.255.255(單播)

　　B類：128.0.0.0——191.255.255.255(單播)

　　C類：192.0.0.0——223.255.255.255(單播)