1. 什么是TCP/IP協(xié)議？
TCP/IP是一個協(xié)議的集合，是一個協(xié)議族的統(tǒng)稱，里面包括了IP協(xié)議,IMCP協(xié)議,TCP協(xié)議，還有HTTP協(xié)議,FTP協(xié)議等等，我們的
電腦之間有了這些規(guī)定，就相當于規(guī)定了人與人之間交流的語法之類的，有了這些協(xié)議，我們的電腦之間也就可以相互交流發(fā)送消
息了。
在了解什么是TCP/IP協(xié)議族之前我們先學(xué)習(xí)幾個小知識：
域名系統(tǒng):這個呢，平時我們使用的幾乎都是域名，比如:www.baidu.com這就是百度的域名，域名系統(tǒng)呢主要就是把我們平時所使用
的域名和他真實的IP地址進行轉(zhuǎn)換，比如你在瀏覽器輸入www.baidu.com，域名系統(tǒng)就會轉(zhuǎn)化為202.108.22.5，如果你在瀏覽器的輸
入欄輸入他的IP地址，還是會出現(xiàn)相同的頁面，之所以會有域名，那肯定是為了好記呀，誰沒事記住那么長的IP地址，域名多方便記
憶的。
互聯(lián)網(wǎng)地址(ip地址)：上面我們說了域名==IP地址，域名系統(tǒng)就是轉(zhuǎn)化的，那么什么是互聯(lián)網(wǎng)地址呢，我們使用的網(wǎng)絡(luò)上每一個節(jié)點
都必須有一個獨立的Internet地址（也叫做IP地址）?，F(xiàn)在，通常使用的IP地址是一個32bit的數(shù)字，也就是我們常說的IPv4標準，這
32bit的數(shù)字分成四組，也就是常見的255.255.255.255的樣式。IPv4標準上，地址被分為五類，我們常用的是B類地址。需要注意的
是IP地址是網(wǎng)絡(luò)號+子網(wǎng)號+主機號。
普及一下IP地址的分類：
A類IP地址：一個A類IP地址由1字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和3字節(jié)主機地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“0”， 地址范圍從
0.0.0.0~126.255.255.255。可用的A類網(wǎng)絡(luò)有126個，每個網(wǎng)絡(luò)能容納1億多個主機。
B類IP地址：一個B類IP地址由2個字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和2個字節(jié)的主機地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“10”，地址范圍從
128.0.0.0~191.255.255.255?？捎玫腂類網(wǎng)絡(luò)有16382個，每個網(wǎng)絡(luò)能容納6萬多個主機 。
C類IP地址：一個C類IP地址由3字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和1字節(jié)的主機地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“110”。范圍從
192.0.0.0~223.255.255.255。C類網(wǎng)絡(luò)可達209萬余個，每個網(wǎng)絡(luò)能容納254個主機。
D類IP地址：D類IP地址第一個字節(jié)以“l(fā)ll0”開始，它是一個專門保留的地址。它并不指向特定的網(wǎng)絡(luò)，目前這一類地址被用在多點廣
播（Multicast）中。多點廣播地址用來一次尋址一組計算機，它標識共享同一協(xié)議的一組計算機。 D類地址稱為廣播地址，供特殊
協(xié)議向選定的節(jié)點發(fā)送信息時用
E類IP地址：以“l(fā)lll0”開始，為將來使用保留。
接下來繼續(xù)學(xué)習(xí)新知識：
RFC: 是tcp/ip協(xié)議的標準文檔，現(xiàn)在它一共有4000多個協(xié)議的定義，而我們所要學(xué)習(xí)的，也就是那么十幾個協(xié)議而已。
端口號(port)：注意，這個號碼是用在TCP，UDP上的一個邏輯號碼，并不是一個硬件端口，我們平時說把某某端口封掉了，也只是
在IP層次把帶有這個號碼的IP包給過濾掉了而已。
應(yīng)用編程接口：現(xiàn)在常用的編程接口有socket和TLI。而前面的有時候也叫做“Berkeley socket”，可見Berkeley對于網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展有
多大的貢獻。
那么前面既然說TCP/IP是一個協(xié)議族，我們就來看看這個協(xié)議族是個怎么樣的種族？
那么這個TCP/IP協(xié)議族呢就是這么個分層的方法。
首先是
應(yīng)用層：應(yīng)用層里面主要就是HTTP/FTP協(xié)議和一些其他的協(xié)議。
傳輸層：這一層包括TCP/UDP協(xié)議和其他的一些協(xié)議。
網(wǎng)絡(luò)層：主要是RAP/RARP協(xié)議和其他的一些協(xié)議。
數(shù)據(jù)鏈路層：主要是為待傳送的數(shù)據(jù)加入一個以太網(wǎng)協(xié)議頭，并進行CRC編碼，為最后的數(shù)據(jù)傳輸做準備。
再繼續(xù)往下的話就是硬件部分的知識了，包括網(wǎng)線，網(wǎng)卡之類的制定，這些也就不屬于我們關(guān)注的范疇咯。
數(shù)據(jù)鏈路層：
數(shù)據(jù)鏈路層的作用主要有三個
（1）為IP模塊發(fā)送和接收IP數(shù)據(jù)報。
（2）為ARP模塊發(fā)送ARP請求和接收ARP應(yīng)答。
（3）為RARP發(fā)送RARP請求和接收RARP應(yīng)答。
IP在上一篇文章中為大家詳細介紹了，ARP叫做地址解析協(xié)議，是把IP地址轉(zhuǎn)換為MAC地址的一種協(xié)議，RARP叫做反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議，ARP協(xié)議用來找到目標主機的Ethernet網(wǎng)卡Mac地址，IP則承載要發(fā)送的消息。數(shù)據(jù)鏈路層可以從ARP得到數(shù)據(jù)的傳送信息，而從IP得到要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息。
數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元——幀：將IP層（網(wǎng)絡(luò)層）的數(shù)據(jù)報添加首部和尾部封裝成幀。
數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議有許多種，都會解決三個基本問題，封裝成幀，透明傳輸，差錯檢測。
同時， TCP/IP支持多種不同的鏈路層協(xié)議，這取決于網(wǎng)絡(luò)所使用的硬件，如以太網(wǎng)，令牌環(huán)網(wǎng)，F(xiàn)DDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口）及RS-232串行線路等。
最大傳輸單元（Maximum Transmission Unit，MTU）是指一種通信協(xié)議的某一層上面所能通過的最大數(shù)據(jù)包大?。ㄒ宰止?jié)為單位）。
如果在IP層要傳輸一個數(shù)據(jù)報比鏈路層的MTU還大，那么IP層就會對這個數(shù)據(jù)報進行分片。一個數(shù)據(jù)報會被分為若干片，每個分片的大小都小于或者等于鏈路層的MTU值。當同一網(wǎng)絡(luò)上的主機互相進行通信時，該網(wǎng)絡(luò)的MTU對通信雙方非常重要。但當主機間要通過很多網(wǎng)絡(luò)才能通信時，對通信雙方最重要的是通信路徑中最小的MTU，因為在通信路徑上不同網(wǎng)絡(luò)的鏈路層MTU不同。通信路徑中最小的MTU被稱為路徑MTU。
網(wǎng)絡(luò)IP協(xié)議層
IP是TCP/IP協(xié)議族中最為核心的協(xié)議。所有的TCP,UDP,ICMP,IGMP數(shù)據(jù)都以IP數(shù)據(jù)報格式傳輸。
IP提供不可靠，無連接的數(shù)據(jù)報傳送服務(wù)。
不可靠：它不能保證IP數(shù)據(jù)報能成功的到達目的地。
無連接：IP并不維護關(guān)于后續(xù)數(shù)據(jù)報的狀態(tài)信息。每個數(shù)據(jù)報的處理都是相互獨立的。
IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議的核心，所有的TCP，UDP，IMCP，IGCP的數(shù)據(jù)都以IP數(shù)據(jù)格式傳輸。要注意的是，IP不是可靠的協(xié)議，這是說，IP協(xié)議沒有提供一種數(shù)據(jù)未傳達以后的處理機制，這被認為是上層協(xié)議TCP或UDP要做的事情。所以這也就出現(xiàn)了TCP是一個可靠的協(xié)議，而UDP就沒有那么可靠的區(qū)別。
目前的IP協(xié)議時第4版本，也叫ipv4，不過ipv6也引用的越來越廣泛了。
ARP：地址解析協(xié)議（Address ResolutionProtocol，ARP）是在僅知道主機的IP地址時確地址解析協(xié)議定其物理地址的一種協(xié)議。
在TCP/IP協(xié)議中，A給B發(fā)送IP包，在報頭中需要填寫B(tài)的IP為目標地址，但這個IP包在以太網(wǎng)上傳輸?shù)臅r候，還需要進行一次以太包的封裝，在這個以太包中，目標地址就是B的MAC地址。
計算機A是如何得知B的MAC地址的呢？解決問題的關(guān)鍵就在于ARP協(xié)議。
在A不知道B的MAC地址的情況下，A就廣播一個ARP請求包，請求包中填有B的IP(192.168.1.2)，以太網(wǎng)中的所有計算機都會接收這個請求，而正常的情況下只有B會給出ARP應(yīng)答包，包中就填充上了B的MAC地址，并回復(fù)給A。 A得到ARP應(yīng)答后，將B的MAC地址放入本機緩存，便于下次使用。
本機MAC緩存是有生存期的，生存期結(jié)束后，將再次重復(fù)上面的過程。
RARP：反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議（RARP：Reverse Address Resolution Protocol） 反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議（RARP）允許局域網(wǎng)的物理機器從網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的 ARP 表或者緩存上請求其 IP 地址。
RARP工作原理：
（1）將源設(shè)備和目標設(shè)備的MAC地址字段都設(shè)為發(fā)送者的MAC地址和IP地址，發(fā)送主機發(fā)送一個本地的RARP廣播，能夠到達網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備，在此廣播包中，聲明自己的MAC地址并且請求任何收到此請求的RARP服務(wù)器分配一個IP地址；
（2）本地網(wǎng)段上的RARP服務(wù)器收到此請求后，檢查其RARP列表，查找該MAC地址對應(yīng)的IP地址；
（3）如果存在，RARP服務(wù)器就給源主機發(fā)送一個響應(yīng)數(shù)據(jù)包并將此IP地址提供給對方主機使用；如果不存在，RARP服務(wù)器對此不做任何的響應(yīng)；
（4） 源主機收到從RARP服務(wù)器的響應(yīng)信息，就利用得到的IP地址進行通訊；如果一直沒有收到RARP服務(wù)器的響應(yīng)信息，表示初始化失敗。
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