為什麼會有TCP/IP協議

在世界上各地，各種各樣的電腦執行著各自不同的作業系統為大家服務，這些電腦在表達同一種資訊的時候所使用的方法是千差萬別。就好像聖經中上帝打亂了各地人的口音，讓他們無法合作一樣。計算機使用者意識到，計算機只是單兵作戰並不會發揮太大的作用。只有把它們聯合起來，電腦才會發揮出它最大的潛力。於是人們就想方設法的用電線把電腦連線到了一起。

但是簡單的連到一起是遠遠不夠的，就好像語言不同的兩個人互相見了面，完全不能交流資訊。因而他們需要定義一些共通的東西來進行交流，TCP/IP就是為此而生。TCP/IP不是一個協議，而是一個協議族的統稱。裡面包括了IP協議，IMCP協議，TCP協議，以及我們更加熟悉的http、ftp、pop3協議等等。電腦有了這些，就好像學會了外語一樣，就可以和其他的計算機終端做自由的交流了。

TCP/IP協議分層

提到協議分層，我們很容易聯想到ISO-OSI的七層協議經典架構，但是TCP/IP協議族的結構則稍有不同。如圖所示

TCP/IP協議族按照層次由上到下，層層包裝。最上面的就是應用層了，這裡面有http，ftp,等等我們熟悉的協議。而第二層則是傳輸層，著名的TCP和UDP協議就在這個層次（不要告訴我你沒用過udp玩星際）。第三層是網路層，IP協議就在這裡，它負責對資料加上IP地址和其他的資料（後面會講到）以確定傳輸的目標。第四層是叫資料鏈路層，這個層次為待傳送的資料加入一個乙太網協議頭，並進行CRC編碼，為最後的資料傳輸做準備。再往下則是硬體層次了，負責網路的傳輸，這個層次的定義包括網線的制式，網絡卡的定義等等（這些我們就不用關心了，我們也不做網絡卡），所以有些書並不把這個層次放在tcp/ip協議族裡面，因為它幾乎和tcp/ip協議的編寫者沒有任何的關係。傳送協議的主機從上自下將資料按照協議封裝，而接收資料的主機則按照協議從得到的資料包解開，最後拿到需要的資料。這種結構非常有棧的味道，所以某些文章也把tcp/ip協議族稱為tcp/ip協議棧。

一些基本的常識

在學習協議之前，我們應該具備一些基本知識。

• 網際網路地址(ip地址)

  網路上每一個節點都必須有一個獨立的Internet地址（也叫做IP地址）。現在，通常使用的IP地址是一個32bit的數字，也就是我們常說的IPv4標準，這32bit的數字分成四組，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。具體的分類請參考其他文件。需要注意的是IP地址是網路號+主機號的組合，這非常重要。

• 域名系統

  域名系統是一個分佈的資料庫，它提供將主機名（就是網址啦）轉換成IP地址的服務。

• RFC

  RFC是什麼？RFC就是tcp/ip協議的標準文件，在這裡我們可以看到RFC那長長的定義列表，現在它一共有4000多個協議的定義，當然，我們所要學習的，也就是那麼十幾個協議而已。

• 埠號(port)

  注意，這個號碼是用在TCP，UDP上的一個邏輯號碼，並不是一個硬體埠，我們平時說把某某埠封掉了，也只是在IP層次把帶有這個號碼的IP包給過濾掉了而已。

• 應用程式設計介面

  現在常用的程式設計介面有socket和TLI。而前面的有時候也叫做“Berkeley socket”，可見Berkeley對於網路的發展有多大的貢獻。