简单介绍TCP/IP协议的运行原理

　　TCP/IP模型很成功，其设计已经经得起多年的磨练。无奈，TCP/IP协议族是很繁杂的一个模型，为了全面理解它，宜采取先全局后局部的庖丁解牛式。本文从应用的角度试着去理解TCP/IP的全貌，配合例子加以讲解。

　　本文目的：

　　巩固自己这方面的知识，作为深入TCP/IP协议族的基础。

　　本文内容：

　　1. TCP/IP协议族组成

　　从字面上理解，TCP/IP协议族只有TCP、IP协议，其实不然。其真正的名字是Internet协议族 (Internet Protocol Suite) 。和大型软件一样，其分为四层：应用层、传输层、网络层、链路层。

　　每一层的功能和目的都是不一样的，每一层上服务的协议也不是有区别的。从上往下看：

　　应用层（产生|利用数据）

　　协议：FTP、HTTP、SNMP(网管)、SMTP(Email)等常用协议；

　　职责：利用应用层协议发送用户的应用数据，比如利用FTP发送文件，利用SMTP发送Email；由系统调用交给运输层处理。

　　运输层（发送|接收数据）

　　协议：TCP(有连接)、UDP(无连接)；

　　职责：负责建立连接、将数据分割发送；释放连接、数据重组或错误处理。

　　网络层（分组|路由数据）

　　协议：IP、ICMP(控制报文协议)、IGMP(组管理协议)；

　　职责：负责数据的路由，即数据往哪个路由器发送。

　　链路层（按位发送|接收数据）

　　协议：以太网卡设备驱动、令牌网卡驱动程序、ARP、RARP等；

　　职责：负责传输校验二进制用户数据。

　　从可靠性角度看各层区别：

　　网络层IP协议是不可靠的协议，为此，如果其上面的层也不做任何特殊处理，也将是不可靠的。于是，运输层的TCP协议弥补了这个空缺，提供有连接的、可校验的数据传输服务。

　　应用层的话可对数据进行加密之类的处理，增强的是传输数据的安全性，如https。

　　链路层可对数据进行校验。

　　从运行进程态看各层区别：

　　应用层运行在用户程序进程中，属性用户态；

　　其他层则在系统内核进程运行，属于核心态；

　　从通信方式上看各层区别：

　　传输层是端对端的通信，也就是说，处理的是进程与进程之间的通信，如两个TCP进程；

　　网络层是点对点的通信，也就是说，处理的是机器之间的 逻辑连接。

　　从传输数据单元上看区别：

　　传输层上形成的是TCP或UDP报文段；

　　网络层形成的是IP数据报；

　　数据链路层形成的是帧(Frame)。

　　从寻址方式上看各层区别：

　　网络层通过IP寻址；

　　链路层通过MAC寻址。

　　注解:

　　ICMP: 供IP用于发送错误报文，也可由应用层直接调用；

　　IGMP: 用于多播(Multicast)，比如，UDP可用多播IP地址往多个目标主机发送数据报，就是依靠它。

　　ARP&RARP: 用户在IP地址与MAC地址互相转换。

　　2. TCP/IP模型基础设施

　　IP地址

　　共分五类地址，分别如下：

　　A类：0. 0. 0. 0——127.255.255.255(单播)

　　B类：128.0.0.0——191.255.255.255(单播)

　　C类：192.0.0.0——223.255.255.255(单播)
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