4.2 TCP/IP协议

　　TCP/IP协议是互联网中使用的协议，现在几乎成了Windows、UNIX、Linux等操作系统中唯一的网络协议了（微软似乎也在放弃它自己的NetBEUI协议了）。也就是说，没有一个操作系统按照OSI协议的规定编写自己的网络系统软件，而都编写了TCP/IP协议要求编写的所有程序。

　　我们在图4.2中列出了OSI模型和TCP/IP模型各层的英文名字。了解这些层的英文名是重要的。

　　TCP/IP协议是一个协议集，它由十几个协议组成。从名字上我们已经看到了其中的两个协议：TCP协议和IP协议。

　　图4.3是TCP/IP协议集中各个协议之间的关系：

　　TCP/IP协议集给出了实现网络通讯第三层以上的几乎所有协议，非常完整。今天，微软、HP、IBM、中软等几乎所有操作系统开发商都在自己的网络操作系统部分中实现TCP/IP，编写TCP/IP要求编写的每一个程序。

　　主要的TCP/IP协议有：

　　应用层：FTP、TFTP、Http、SMTP、POP3、SNMP、DNS、Telnet

　　传输层：TCP、UDP

　　网络层：IP、ARP（地址解析协议）、RARP（逆向地址解析协议）、（DHCP动态ip地址分配）、ICMP（Internet Control Message Protocol）、RIP、IGRP、OSPF（属于路由协议）

　　POP3、DHCP、IGRP、OSPF虽然不是TCP/IP协议集的成员，但是都是非常知名的网络协议。我们仍然把它们放到TCP/IP协议的层次中来，可以更清晰地了解网络协议的全貌。

　　TCP/IP协议是由美国国防部高级研究工程局（DAPRA）开发的。美国军方委托的、不同企业开发的网络需要互联，可是各个网络的协议都不相同。为此，需要开发一套标准化的协议，使得这些网络可以互联。同时，要求以后的承包商竞标的时候遵循这一协议。在TCP/IP出现以前美国军方的网络系统的差异混乱，是由于其竞标体系所造成的。所以TCP/IP出现以后，人们戏称之为“低价竞标协议”。 4.2.1 应用层协议

　　TCP/IP的主要应用层程序有：FTP、TFTP、SMTP、POP3、Telnet、DNS、SNMP、NFS。这些协议的功能其实从其名称上就可以看到。

　　FTP：文件传输协议。用于主机之间的文件交换。FTP使用TCP协议进行数据传输，是一个可靠的、面向连接的文件传输协议。FTP支持二进制文件和ASCII文件。

　　TFTP：简单文件传输协议。它比FTP简易，是一个非面向连接的协议，使用UDP进行传输。因此传送速度更快。该协议多用在局域网中，交换机和路由器这样的网络设备用它把自己的配置文件传输到主机上。

　　SMTP：简单邮件传输协议。

　　POP3：这也是个邮件传输协议，本不属于TCP/IP协议。POP3比SMTP更科学，微软等公司在编写操作系统的网络部分时，也在应用层编写了相应的程序。

　　Telnet：远程终端仿真协议。可以使一台主机远程登录到其它机器，成为那台远程主机的显示和键盘终端。由于交换机和路由器等网络设备都没有自己的显示器和键盘，为了对它们进行配置，就需要使用Telnet。

　　DNS：域名解析协议。根据域名，解析出对应的IP地址。

　　SNMP：简单网络管理协议。网管工作站搜集、了解网络中交换机、路由器等设备的工作状态所使用的协议。

　　NFS：网络文件系统协议。允许网络上其它主机共享某机器目录的协议。

　　从图4.3可以看到，TCP/IP协议的应用层协议有可能使用TCP协议进行通讯，也可能使用更简易的传输层协议UDP完成数据通讯。

　　4.2.2 传输层协议

　　传输层是TCP/IP协议集中协议最少的一层，只有两个协议：传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。

　　TCP协议要完成5个主要功能：端口地址寻址，连接的建立、维护与拆除，流量控制，出错重发，数据分段。

　　1）端口地址寻址

　　网络中的交换机、路由器等设备需要分析数据报中的MAC地址、IP地址，甚至端口地址。也就是说，网络要转发数据，会需要MAC地址、IP地址和端口地址的三重寻址。因此在数据发送之前，需要把这些地址封装到数据报的报头中。