网络协议基础：“工作中模模糊糊的概念，这次终于理顺了！”

如何毁掉一个婴儿?
断了他的奶。
如何毁掉一个年轻人？
断了他的网。
“网络之于年轻人，正如同奶水之于婴儿”

什么是网？什么是域名？什么是IP、Mac地址，端口号？什么是UDP？什么是TCP？今天这篇教程，将带大家学习TCP/IP的知识，“工作中模模糊糊的概念，这次终于理顺了！”

TCP/IP背景介绍

上世纪 70 年代，随着计算机技术的发展，计算机使用者意识到：要想发挥计算机更大的作用，就要将世界各地的计算机连接起来。但是简单的连接是远远不够的，因为计算机之间无法沟通。因此设计一种通用的“语言”来交流是必不可少的，这时 TCP/IP 协议就应运而生了。

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）是传输控制协议和网络协议的简称，它定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。

TCP/IP 不是一个协议，而是一个协议族的统称，里面包括了 IP 协议、ICMP 协议、TCP 协议、以及 http、ftp、pop3 协议等。网络中的计算机都采用这套协议族进行互联。

网络协议栈架构

提到网络协议栈结构，最著名的当属 OSI 七层模型，但是 TCP/IP 协议族的结构则稍有不同，它们之间的层次结构有如图对应关系：

可见 TCP/IP 被分为 4 层，每层承担的任务不一样，各层的协议的工作方式也不一样，每层封装上层数据的方式也不一样：

(1)应用层：应用程序通过这一层访问网络，常见 FTP、HTTP、DNS 和 TELNET 协议；
(2)传输层：TCP 协议和 UDP 协议；

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(3)网络层：IP 协议，ARP、RARP 协议，ICMP 协议等；
(4)网络接口层：是 TCP/IP 协议的基层，负责数据帧的发送和接收。

本教程，就是从底向上分层次对 TCP/IP 的各协议做介绍。

IP 地址

网络上每一个节点都必须有一个独立的 IP 地址，通常使用的 IP 地址是一个 32bit 的数字，被 . 分成 4 组，例如，255.255.255.255 就是一个 IP 地址。有了 IP 地址，用户的计算机就可以发现并连接互联网中的另外一台计算机。

域名

用 12 位数字组成的 IP 地址很难记忆，在实际应用时，用户一般不需要记住 IP 地址，互联网给每个 IP 地址起了一个别名，习惯上称作域名。

域名与计算机的 IP 地址相对应，并把这种对应关系存储在域名服务系统 DNS(Domain Name System) 中，这样用户只需记住域名就可以与指定的计算机进行通信了。

MAC 地址

MAC（Media Access Control）地址，或称为物理地址、硬件地址，用来定义互联网中设备的位置。

在 TCP/IP 层次模型中，网络层管理 IP 地址，链路层则负责 MAC 地址。因此每个网络位置会有一个专属于它的 IP 地址，而每个主机会有一个专属于它 MAC 地址。

端口号

IP 地址是用来发现和查找网络中的地址，但是不同程序如何互相通信呢？这就需要端口号来识别了。如果把 IP 地址比作一间房子，端口就是出入这间房子的门。真正的房子只有几个门，但是端口采用 16 比特的端口号标识，一个 IP 地址的端口可以有 65536（即：2^16）个之多！

常用协议对应端口号：

SSH 22
FTP 20 和 21
Telnet 23
SMTP 25
TFTP 69
HTTP 80
SNMP 161
Ping 使用ICMP，无具体端口号

封装和分用

封装：当应用程序发送数据的时候，数据在协议层次当中自顶向下通过每一层，每一层都会对数据增加一些首部或尾部信息，这样的信息称之为协议数据单元（Protocol Data Unit，缩写为PDU），在分层协议系统里，在指定的协议层上传送的数据单元，包含了该层的协议控制信息和用户信息。如下图所示：

物理层（一层）PDU指数据位（Bit）
数据链路层（二层）PDU指数据帧（Frame）
网络层（三层）PDU指数据包（Packet）
传输层（四层）PDU指数据段（Segment）
第五层以上为数据（data）

RFC

RFC（Request for Comment）文档是所有以太网协议的正式标准，并在其官网上面公布，由 IETF 标准协会制定。大量的 RFC 并不是正式的标准，出版的目的只是为了提供信息。RFC 的篇幅不一，从几页到几百页不等。每一种协议都用一个数字来标识，如 RFC 3720 是 iSCSI 协议的标准，数字越大意味着 RFC 的内容越新或者是对应的协议（标准）出现的比较晚。

其他知识点

链路层介绍
IP网际协议
网络层其它协议
传输层：UDP协议
传输层：TCP协议
应用层协议

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