1、TCP/IP協議簇簡介

　　TCP/IP協議模型（Transmission Control Protocol/Internet Protocol），包含了一系列構成網際網路基礎的網路協議，是Internet的核心協議，通過20多年的發展已日漸成熟，並被廣泛應用於區域網和廣域網中，目前已成為事實上的國際標準。TCP/IP協議簇是一組不同層次上的多個協議的組合，通常被認為是一個四層協議系統，與OSI的七層模型相對應：

　　（1）鏈路層

　　　　也稱作資料鏈路層或網路介面層，通常包括作業系統中的裝置驅動程式和計算機中對應的網路介面卡。它們一起處理與電纜（或其他任何傳輸媒介）的物理介面細節。ARP（地址解析協議）和RARP（逆地址解析協議）是某些網路介面（如乙太網和令牌環網）使用的特殊協議，用來轉換IP層和網路介面層使用的地址。

　　（2）網路層

　　　　也稱作網際網路層，處理分組在網路中的活動，例如分組的選路。在TCP/IP協議族中，網路層協議包括IP協議（網際協議），ICMP協議（Internet網際網路控制報文協議），以及IGMP協議（Internet組管理協議）。

　　　　IP是一種網路層協議，提供的是一種不可靠的服務，它只是儘可能快地把分組從源結點送到目的結點，但是並不提供任何可靠性保證。同時被TCP和UDP使用。TCP和UDP的每組資料都通過端系統和每個中間路由器中的IP層在網際網路中進行傳輸。

　　　　ICMP是IP協議的附屬協議。IP層用它來與其他主機或路由器交換錯誤報文和其他重要資訊。

　　　　IGMP是Internet組管理協議。它用來把一個UDP資料報多播到多個主機。

　　（3）傳輸層

　　　　主要為兩臺主機上的應用程式提供端到端的通訊。在TCP/IP協議族中，有兩個互不相同的傳輸協議：TCP（傳輸控制協議）和UDP（使用者資料報協議）。

　　　　TCP為兩臺主機提供高可靠性的資料通訊。它所做的工作包括把應用程式交給它的資料分成合適的小塊交給下面的網路層，確認接收到的分組，設定傳送最後確認分組的超時時鐘等。由於運輸層提供了高可靠性的端到端的通訊，因此應用層可以忽略所有這些細節。為了提供可靠的服務，TCP採用了超時重傳、傳送和接收端到端的確認分組等機制。

　　　　UDP則為應用層提供一種非常簡單的服務。它只是把稱作資料報的分組從一臺主機發送到另一臺主機，但並不保證該資料報能到達另一端。一個數據報是指從傳送方傳輸到接收方的一個資訊單元（例如，傳送方指定的一定位元組數的資訊）。UDP協議任何必需的可靠性必須由應用層來提供。

　　（4）應用層

　　　　應用層負責處理特定的應用程式細節。

2、協議簇中的協議

　　所謂協議就是雙方進行資料傳輸的一種格式，TCP/IP協議簇分別為四層：應用層、傳輸層、網路層、資料鏈路層，每層都有相應的協議：

　　● FTP：是File Transfer Protocol（檔案傳輸協議）的英文簡稱，而中文簡稱為“文傳協議”。用於Internet上的控制檔案的雙向傳輸。

　　● Telnet：是Internet遠端登陸服務的標準協議和主要方式。它為使用者提供了在本地計算機上完成遠端主機工作的能力。

　　● SMTP：（Simple Mail Transfer Protocol）即簡單郵件傳輸協議,它是一組用於由源地址到目的地址傳送郵件的規則,由它來控制信件的中轉方式。

　　● HTTP：超文字傳輸協議(HTTP，HyperText Transfer Protocol)是網際網路上應用最為廣泛的一種網路協議。所有的WWW檔案都必須遵守這個標準。設計HTTP最初的目的是為了提供一種釋出和接收HTML頁面的方法

　　● TCP：Transmission Control Protocol 傳輸控制協議TCP是一種面向連線（連線導向）的、可靠的、基於位元組流的運輸層（Transport layer）通訊協議，由IETF的RFC 793說明（specified）。

　　● UDP：是User Datagram Protocol的簡稱， 中文名是使用者資料包協議，是 OSI 參考模型中一種無連線的傳輸層協議，提供面向事務的簡單不可靠資訊傳送服務。它是IETF RFC 768是UDP的正式規範。

　　● ICMP：ICMP是（Internet Control Message Protocol）Internet控制報文協議。它是TCP/IP協議族的一個子協議，用於在IP主機、路由器之間傳遞控制訊息。控制訊息是指網路通不 通、主機是否可達、路由是否可用等網路本身的訊息。這些控制訊息雖然並不傳輸使用者資料，但是對於使用者資料的傳遞起著重要的作用。

　　● RIP：路由資訊協議（RIP）是一種在閘道器與主機之間交換路由選擇資訊的標準。RIP 是一種內部閘道器協議。在國家性網路中如當前的因特網，擁有很多用於整個網路的路由選擇協議。作為形成網路的每一個自治系統，都有屬於自己的路由選擇技術， 不同的 AS 系統，路由選擇技術也不同。

　　● OSPF：OSPF(Open Shortest Path First開放式最短路徑優先)[1]是一個內部閘道器協議(Interior Gateway Protocol,簡稱IGP)，用於在單一自治系統(autonomous system,AS)內決策路由。與RIP相比，OSPF是鏈路狀態路由協議，而RIP是距離向量路由協議。OSPF的協議管理距離（AD）是110。

　　● EGP：（Exterior Gateway Protocol）外部閘道器協議（EGP）是一種在自治系統的相鄰兩個閘道器主機間交換路由資訊的協議。EGP 通常用於在因特網主機間交換路由表資訊。它是一個輪詢協議，利用 Hello 和 I-Heard-You 訊息的轉換，讓每個閘道器控制和接收網路可達性資訊的速率，允許每個系統控制它自己的開銷，同時發出命令請求更新響應。

　　● IP：是英文Internet Protocol（網路之間互連的協議） 的縮寫，中文簡稱為“網協”，也就是為計算機網路相互連線進行通訊而設計的協議。在因特網中，它是能使連線到網上的所有計算機網路實現相互通訊的一套規 則，規定了計算機在因特網上進行通訊時應當遵守的規則。任何廠家生產的計算機系統，只要遵守 IP協議就可以與因特網互連互通。IP地址具有唯一性，根據使用者性質的不同，可以分為5類。另外，IP還有進入防護，智慧財產權，指標暫存器等含義。

　　● ARP：ARP，即地址解析協議，實現通過IP地址得知其實體地址。在TCP/IP網路環境下，每個主機都分配了一個32位的IP地址，這種網際網路地址是在網際範圍標識主機的一種邏輯地址。為了讓報文在物理網路上傳送，必須知道對方目的主機的實體地址。這樣就存在把IP地址變換成實體地址的地址轉換問題。以乙太網環境為例，為了正確地向目的主機傳送報文，必須把目的主機的32位IP地址轉換成為48位乙太網的地址。這就需要在互連層有一組服務將IP地址轉換為相應實體地址，這組協議就是ARP協議。

　　● RARP：反向地址轉換協議（RARP：Reverse Address Resolution Protocol） 反向地址轉換協議（RARP）允許區域網的物理機器從閘道器伺服器的 ARP 表或者快取上請求其 IP 地址。網路管理員在區域網閘道器路由器裡建立一個表以對映實體地址（MAC）和與其對應的 IP 地址。當設定一臺新的機器時，其 RARP 客戶機程式需要向路由器上的 RARP 伺服器請求相應的 IP 地址。假設在路由表中已經設定了一個記錄，RARP 伺服器將會返回 IP 地址給機器，此機器就會儲存起來以便日後使用。 RARP 可以使用於乙太網、光纖分散式資料介面及令牌環 LAN 。

3、IP地址號段及子網掩碼

　　（1）IP號段

　　　　A類IP第一位固定為0，後7位為網路號，後24位為主機號，能容納2的24次方減2臺主機，因為主機號全0的地址稱為網路號，主機號全部為1的地址稱為廣播地址；
E類是保留地址，還沒有開始使用。

　　　　關於IP號段在部落格《網路程式設計三要素》（點我）已有詳細介紹，此處不再贅述。

　　（2）子網掩碼

　　　　子網掩碼 (subnet mask) 又叫網路掩碼、地址掩碼、子網路遮罩，是一個應用於 TCP/IP 網路的 32 位二進位制值。它可以遮蔽掉 IP 地址中的一部分，從而分離出 IP 地址中的網路號與主機號，基於子網掩碼，管理員可以將網路進一步劃分為若干子網。它必須結合 IP 地址一起使用。

　　　　子網掩碼的二進位制形式和IP地址的二進位制形式做與運算，能夠得到網路號：

　　　　得到網路號，可以判定不同的主機是否在同一網路中。

　　　　子網掩碼按位取反，然後和IP地址做與運算，得到的就是主機號。