TCP/IP

Posted 2020-09-16 浅色夏沫

一、TCP/IP 简介

TCP/IP 是用于因特网的通信协议。

通信协议是对计算机必须遵守的规则的描述，只有遵守这些规则，计算机之间才能进行通信。

什么是 TCP/IP？

TCP/IP 是供已连接因特网的计算机进行通信的通信协议。

TCP/IP 指传输控制协议/网际协议 (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)。

TCP/IP 定义了电子设备（比如计算机）如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。

在 TCP/IP 内部

在 TCP/IP 中包含一系列用于处理数据通信的协议：

• TCP (传输控制协议) - 应用程序之间通信
• UDP (用户数据包协议) - 应用程序之间的简单通信
• IP (网际协议) - 计算机之间的通信
• ICMP (因特网消息控制协议) - 针对错误和状态（负责网络中的错误处理）
• DHCP (动态主机配置协议) - 针对动态寻址

TCP 使用固定的连接

TCP 用于应用程序之间的通信。

当应用程序希望通过 TCP 与另一个应用程序通信时，它会发送一个通信请求。这个请求必须被送到一个确切的地址。在双方“握手”之后，TCP 将在两个应用程序之间建立一个全双工 (full-duplex) 的通信。

这个全双工的通信将占用两个计算机之间的通信线路，直到它被一方或双方关闭为止。

UDP 和 TCP 很相似，但是更简单，同时可靠性低于 TCP。

IP 是无连接的

IP 用于计算机之间的通信。

IP 是无连接的通信协议。它不会占用两个正在通信的计算机之间的通信线路。这样，IP 就降低了对网络线路的需求。每条线可以同时满足许多不同的计算机之间的通信需要。

通过 IP，消息（或者其他数据）被分割为小的独立的包，并通过因特网在计算机之间传送。

IP 负责将每个包路由至它的目的地。

IP 路由器

当一个 IP 包从一台计算机被发送，它会到达一个 IP 路由器。

IP 路由器负责将这个包路由至它的目的地，直接地或者通过其他的路由器。

在一个相同的通信中，一个包所经由的路径可能会和其他的包不同。而路由器负责根据通信量、网络中的错误或者其他参数来进行正确地寻址。

TCP/IP

TCP/IP 意味着 TCP 和 IP 在一起协同工作。

TCP 负责应用软件（比如你的浏览器）和网络软件之间的通信。

IP 负责计算机之间的通信。

TCP 负责将数据分割并装入 IP 包，然后在它们到达的时候重新组合它们。

IP 负责将包发送至接受者。

二、TCP/IP 寻址

TCP/IP 使用 32 个比特或者 4 个 0 到 255 之间的数字来为计算机编址。

IP地址

每个计算机必须有一个 IP 地址才能够连入因特网。

每个 IP 包必须有一个地址才能够发送到另一台计算机。

IP 地址包含 4 个数字：

TCP/IP 使用 4 个数字来为计算机编址。每个计算机必须有一个唯一的 4 个数字的地址。

数字在 0 到 255 之间，并由点号隔开，像这样：192.168.1.60

32 比特 = 4 字节

TCP/IP 使用 32 个比特来编址。一个计算机字节是 8 比特。所以 TCP/IP 使用了 4 个字节。

一个计算机字节可以包含 256 个不同的值：

00000000、00000001、00000010、00000011、00000100、00000101、00000110、00000111、00001000 ....... 直到 11111111。

现在，你知道了为什么 TCP/IP 地址是介于 0 到 255 之间的 4 个数字。

域名

12 个阿拉伯数字很难记忆。使用一个名称更容易。

用于 TCP/IP 地址的名字被称为域名。w3school.com.cn 就是一个域名。

当你键入一个像 http://www.w3school.com.cn 这样的域名，域名会被一种 DNS 程序翻译为数字。

在全世界，数量庞大的 DNS 服务器被连入因特网。DNS 服务器负责将域名翻译为 TCP/IP 地址，同时负责使用新的域名信息更新彼此的系统。

当一个新的域名连同其 TCP/IP 地址一同注册后，全世界的 DNS 服务器都会对此信息进行更新。

三、TCP/IP 协议

TCP/IP 是基于 TCP 和 IP 这两个最初的协议之上的不同的通信协议的大集合。

TCP - 传输控制协议

TCP 用于从应用程序到网络的数据传输控制。

TCP 负责在数据传送之前将它们分割为 IP 包，然后在它们到达的时候将它们重组。

IP - 网际协议

IP 负责计算机之间的通信。

IP 负责在因特网上发送和接收数据包。

HTTP - 超文本传输协议

HTTP 负责 web 服务器与 web 浏览器之间的通信。

HTTP 用于从 web 客户端（浏览器）向 web 服务器发送请求，并从 web 服务器向 web 客户端返回内容（网页）。

HTTPS - 安全的 HTTP

HTTPS 负责在 web 服务器和 web 浏览器之间的安全通信。

作为有代表性的应用，HTTPS 会用于处理信用卡交易和其他的敏感数据。

SSL - 安全套接字层

SSL 协议用于为安全数据传输加密数据。

SMTP - 简易邮件传输协议

SMTP 用于电子邮件的传输。

MIME - 多用途因特网邮件扩展

MIME 协议使 SMTP 有能力通过 TCP/IP 网络传输多媒体文件，包括声音、视频和二进制数据。

IMAP - 因特网消息访问协议

IMAP 用于存储和取回电子邮件。

POP - 邮局协议

POP 用于从电子邮件服务器向个人电脑下载电子邮件。

FTP - 文件传输协议

FTP 负责计算机之间的文件传输。

NTP - 网络时间协议

NTP 用于在计算机之间同步时间（钟）。

DHCP - 动态主机配置协议

DHCP 用于向网络中的计算机分配动态 IP 地址。

SNMP - 简单网络管理协议

SNMP 用于计算机网络的管理。

LDAP - 轻量级的目录访问协议

LDAP 用于从因特网搜集关于用户和电子邮件地址的信息。

ICMP - 因特网消息控制协议

ICMP 负责网络中的错误处理。

ARP - Address Resolution Protocol

ARP - 用于通过 IP 来查找基于 IP 地址的计算机网卡的硬件地址。

RARP - Reverse Address Resolution Protocol

RARP 用于通过 IP 查找基于硬件地址的计算机网卡的 IP 地址。

BOOTP - Boot Protocol

BOOTP 用于从网络启动计算机。

PPTP - 点对点隧道协议

PPTP 用于私人网络之间的连接（隧道）。

四、TCP/IP 邮件

电子邮件是 TCP/IP 最重要的应用之一。

你不会用到...

当你写邮件时，你不会用到 TCP/IP。

当你写邮件时，你用到的是电子邮件程序，例如莲花软件的 Notes，微软公司出品的 Outlook，或者 Netscape Communicator 等等。（w3school 的成员们都喜欢使用大名鼎鼎的 Foxmail。）

邮件程序会用到...

你的电子邮件程序使用不同的 TCP/IP 协议：

• 使用 SMTP 来发送邮件
• 使用 POP 从邮件服务器下载邮件
• 使用 IMAP 连接到邮件服务器

SMTP - 简单邮件传输协议

SMTP 协议用于传输电子邮件。SMTP 负责把邮件发送到另一台计算机。

通常情况下，邮件会被送到一台邮件服务器（SMTP 服务器），然后被送到另一台（或几台）服务器，然后最终被送到它的目的地。

SMTP 也可以传送纯文本，但是无法传输诸如图片、声音或者电影之类的二进制数据。

SMTP 使用 MIME 协议通过 TCP/IP 网络来发送二进制数据。MIME 协议会将二进制数据转换为纯文本。

POP - 邮局协议

POP 协议被邮件程序用来取回邮件服务器上面的邮件。

假如你的邮件程序使用 POP，那么一旦它连接上邮件服务器，你的所有的邮件都会被下载到邮件程序中（或者称之为邮件客户端）。

IMAP - 因特网消息访问协议

与 POP 类似，IMAP 协议同样被邮件程序使用。

IMAP 协议与 POP 协议之间的主要差异是：如果 IMAP 连上了邮件服务器，它不会自动地将邮件下载到邮件程序之中。

IMAP 使你有能力在下载邮件之前先通过邮件服务器端查看他们。通过 IMAP，你可以选择下载这些邮件或者仅仅是删除它们。比方说你需要从不同的位置访问邮件服务器，但是仅仅希望回到办公室的时候再下载邮件，IMAP 在这种情况下会很有用