tcp/ip协议栈

   

   TCP/IP协议，或称为TCP/IP协议栈，或互联网协议系列。

TCP/IP协议栈
(按TCP/IP参考模型划分)
应用层 FTP SMTP HTTP ...
传输层 TCP UDP
网络层 IP ICMP ARP
链路层 以太网 令牌环 FDDI ...
包含了一系列构成互联网基础的网络协议。
这些协议最早发源于美国国防部的DARPA互联网项目。
TCP/IP字面上代表了两个协议:TCP传输控制协议和IP互联网协议。

时间回放到1983年1月1日，在这天，互联网的前身Arpanet中，TCP/IP协议取代了旧的网络核心协议NCP(Network Core Protocol)，从而成为今天的互联网的基石。最早的的TCP/IP由Vinton Cerf和Robert Kahn两位开发，慢慢地通过竞争战胜了其它一些网络协议的方案，比如国际标准化组织ISO的OSI模型。TCP/IP的蓬勃发展发生在上世纪的90年代中期。当时一些重要而可靠的工具的出世，例如页面描述语言HTML和浏览器Mosaic，导致了互联网应用的飞束发展。

随着互联网的发展，目前流行的IPv4协议(IP Version 4，IP版本四)已经接近它的功能上限。IPv4最致命的两个缺陷在于:

地址只有32位，IP地址空间有限;
不支持服务等级(Quality of Service, Qos)的想法，无法管理带宽和优先级，故而不能很好的支持现今越来越多的实时的语音和视频应用。因此IPv6 (IP Version 6, IP版本六) 浮出海面，用以取代IPv4。
TCP/IP成功的另一个因素在与对为数众多的低层协议的支持。这些低层协议对应与OSI模型 中的第一层(物理层)和第二层(数据链路层)。每层的所有协议几乎都有一半数量的支持TCP/IP，例如: 以太网(Ethernet)，令牌环(Token Ring)，光纤数据分布接口(FDDI)，端对端协议( PPP)，X.25，帧中继(Frame Relay)，ATM，Sonet, SDH等。

TCP/IP协议栈组成
整个通信网络的任务，可以划分成不同的功能块，即抽象成所谓的 ” 层” 。用于互联网的协议可以比照TCP/IP参考模型进行分类。TCP/IP协议栈起始于第三层协议IP(互联网协议) 。所有这些协议都在相应的RFC文档中讨论及标准化。重要的协议在相应的RFC文档中均标记了状态: “必须“ (required) ，“推荐“ (recommended) ，“可选“ (elective) 。其它的协议还可能有“ 试验“(experimental) 或“ 历史“(historic) 的状态。


必须协议
所有的TCP/IP应用都必须实现IP和ICMP。对于一个路由器(router) 而言，有这两个协议就可以运作了，虽然从应用的角度来看，这样一个路由器 意义不大。实际的路由器一般还需要运行许多“推荐“使用的协议，以及一些其它的协议。

在几乎所有连接到互联网上的计算机上都存在的IPv4 协议出生在1981年，今天的版本和最早的版本并没有多少改变。升级版IPv6 的工作始于1995年，目的在与取代IPv4。ICMP 协议主要用于收集有关网络的信息查找错误等工作。


推荐协议
每一个应用层(TCP/IP参考模型 的最高层) 一般都会使用到两个传输层协议之一: 面向连接的TCP传输控制协议和无连接的包传输的UDP用户数据报文协议 。 其它的一些推荐协议有:

TELNET (Teletype over the Network, 网络电传) ，通过一个终端(terminal)登陆到网络(运行在TCP协议上)。
FTP (File Transfer Protocol, 文件传输协议) ，由名知义(运行在TCP协议上) 。
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议) ，用来发送电子邮件(运行在TCP协议上) 。
DNS (Domain Name Service，域名服务) ，用于完成地址查找，邮件转发等工作(运行在TCP和UDP协议上) 。
ECHO (Echo Protocol, 回绕协议) ，用于查错及测量应答时间(运行在TCP和UDP协议上) 。
NTP (Network Time Protocol，网络时间协议) ，用于网络同步(运行在UDP协议上) 。
SNMP (Simple Network Management Protocol, 简单网络管理协议) ，用于网络信息的收集和网络管理。
BOOTP (Boot Protocol，启动协议) ，应用于无盘设备(运行在UDP协议上)。

可选协议
最常用的一些有

支撑万维网WWW的超文本传输协议HTTP，
动态配置IP地址的DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)，
收邮件用的POP3 (Post Office Protocol, version 3, 邮局协议) ，
用于加密安全登陆用的SSH (Secure Shell，用于替代安全性差的TELNET) ，
用于动态解析以太网硬件地址的ARP (Address Resolution Protocol，地址解析协议) 。

范例: 不同计算机运行的不同协议
一个简单的路由器上可能会实现ARP, IP, ICMP, UDP, SNMP, RIP。
WWW用户端使用ARP, IP, ICMP, UDP, TCP, DNS, HTTP, FTP。
一台用户电脑上还会运行如TELNET, SMTP, POP3, SNMP, ECHO, DHCP, SSH, NTP。
无盘设备可能会在固件比如ROM中实现了ARP, IP, ICMP, UDP, BOOT, TFTP (均为面向数据报的协议，实现起来相对简单)。