（建議在學(xué)習(xí)本篇知識(shí)時(shí)先閱讀我關(guān)于OSI的文章）

在上一篇文章中，我們?cè)敿?xì)介紹了OSI模型，對(duì)每一層的功能和作用都做了解釋說明.在文章的最后也說到，OSI是一個(gè)理想化的模型，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)之初未能考慮到實(shí)際應(yīng)用的成本問題，所以只實(shí)現(xiàn)了自下而上的五層功能，并沒有大規(guī)模使用。于是經(jīng)過科研人員的研究，一個(gè)新的模型被廣泛應(yīng)用——TCP/IP協(xié)議（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）。那么相較于之前的OSI模型，TCP/IP做了哪些改動(dòng)，是怎么工作的，又有哪些優(yōu)勢(shì)呢？我會(huì)繞過一些復(fù)雜的協(xié)議說明，如TCP如何進(jìn)行ip地址轉(zhuǎn)換，ICMP，廣播等等，將最關(guān)鍵的地方著重說明。

TCP/IP模型

TCP/IP協(xié)議實(shí)際上是一個(gè)協(xié)議簇，包括TCP和ip。在講TCP/IP之前，我們需要明白什么叫做通信協(xié)議， 為了減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)都采用分層結(jié)構(gòu)。對(duì)于不同的網(wǎng)絡(luò)，層的數(shù)量、名字、內(nèi)容和功能都不盡相同。在相同的網(wǎng)絡(luò)中，一臺(tái)機(jī)器上的第N層與另一臺(tái)機(jī)器上的第N層可利用第N層協(xié)議進(jìn)行通信。協(xié)議就是規(guī)定雙方關(guān)于如何進(jìn)行通信所達(dá)成的一致的規(guī)則。

為了加強(qiáng)理解，我們把OSI模型和TCP/IP放在一起比較學(xué)習(xí)：

可以看到，TCP/ip協(xié)議將上層協(xié)議簡化，統(tǒng)稱應(yīng)用層。這樣做的好處是大大減少維護(hù)上層所需要的成本。下四層基本不變，具體功能和在上篇中已有詳細(xì)說明，此處再不贅述。

TCP/IP協(xié)議由傳輸層的TCP協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議所構(gòu)成，要想了解該模型的結(jié)構(gòu)，我們需要對(duì)TCP和IP協(xié)議有了解

TCP協(xié)議：TCP是面向連接的通信協(xié)議，通過三次握手建立連接，通訊完成時(shí)要拆除連接（四次揮手），由于TCP是面向連接的所以只能用于端到端的通訊 提供的是一種可靠的數(shù)據(jù)流服務(wù)，采用“帶重傳的肯定確認(rèn)”技術(shù)來實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)目煽啃浴CP還采用一種稱為“滑動(dòng)窗口”的方式進(jìn)行流量控制，所謂窗口實(shí)際表示接收能力，用以限制發(fā)送方的發(fā)送速度。

關(guān)鍵詞：可靠，面向連接，三次握手，四次揮手，提供錯(cuò)誤處理（重發(fā)確認(rèn)機(jī)制）

既然提到了TCP，必須提到另一個(gè)十分重要的傳輸協(xié)議——UDP。

UDP協(xié)議：面向無連接的通訊協(xié)議，UDP數(shù)據(jù)包括目的端口號(hào)和源端口號(hào)信息，由于通訊不需要連接，所以可以實(shí)現(xiàn)廣播發(fā)送。

關(guān)鍵詞：面向無連接，不可靠，不提供錯(cuò)誤處理，優(yōu)點(diǎn)是速度快。

下面我們來著重說明一下IP協(xié)議：目前ip版本有IPV4和IPV6，由于IPV6并未大量使用，我們只針對(duì)IPv4來講解。

首先來介紹一下MAC地址，每一臺(tái)設(shè)備都有自己唯一的MAC地址，不可更改，不會(huì)重復(fù)，用來標(biāo)志自身位置。

大家都聽過IP地址這個(gè)詞，IP地址是指互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址，它為互聯(lián)網(wǎng)上的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)和每一臺(tái)主機(jī)分配一個(gè)邏輯地址，不同的用戶在不同的時(shí)間段可能使用同一個(gè)IP地址。

IPV4被分為五大類：ABCDE

A類為：點(diǎn)分四組中的第一組地址范圍為0~127的IP地址。已二進(jìn)制來看就是“首位為0”

B類：128~191.二進(jìn)制首位為10

C類：192~223.二進(jìn)制首位為110

D類：224~239.二進(jìn)制首位為1110

E類：240~255.二進(jìn)制首位為1111

不同類的IP地址用法也不同，這里我們不做具體討論，此外還有超網(wǎng)技術(shù)（CIDR），我會(huì)在以后的文章中將兩者放在一起講解。

不是所有的地址都可以給用戶使用，有些地址是特定的，比如127.0.0.0，這是回環(huán)地址，用來檢測(cè)本地網(wǎng)絡(luò)是否可以ping通；E類地址是留作做研究，也不能給用戶使用。

IP協(xié)議工作過程比較復(fù)雜，簡而言之有兩大作用，具體為：

1.尋址與路由： (a)用IP地址來標(biāo)識(shí)Internet的主機(jī)：在每個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)中，都會(huì)攜帶源IP地址和目IP地址來標(biāo)識(shí)該IP數(shù)據(jù)報(bào)的源和目的主機(jī)。IP數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸過程中，每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)(IP 網(wǎng)關(guān))還需要為其選擇從源主機(jī)到目的主機(jī)的合適的轉(zhuǎn)發(fā)路徑(即路由)。IP協(xié)議可以根據(jù)路由選擇協(xié)議提供的路由信息對(duì)IP數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，直至抵達(dá)目的主機(jī)。

(b)IP地址和MAC地址的匹配，ARP協(xié)議。數(shù)據(jù)鏈路層使用MAC地址來發(fā)送數(shù)據(jù)幀，因此在實(shí)際發(fā)送IP報(bào)文時(shí)，還需要進(jìn)行IP地址和MAC地址的匹配，由TCP/IP協(xié)議簇中的ARP(地址解析協(xié)議)完成。

2.分段與重組。 (a) IP數(shù)據(jù)報(bào)通過不同類型的通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，IP數(shù)據(jù)報(bào)的大小會(huì)受到這些網(wǎng)絡(luò)所規(guī)定的最大傳輸單元(MTU)的限制。

相比介紹到這里，大家對(duì)TCP/IP協(xié)議也有了一定的了解，但是，他具體的執(zhí)行流程是怎么樣，使用了那些協(xié)議？這些協(xié)議的作用又是什么呢？這些知識(shí)涉及到的知識(shí)點(diǎn)非常多，我會(huì)在日后的文章中為大家一一說明。