第二章 TCP/IP 基础知识
概述：
tcp和ip 是互联网很多协议中最著名的 这一章 重点介绍tcp/ip的发展历程和有关协议概况
tcp/ip出现的背景及其历史
1，首先是ARPANET 阿帕网的诞生
起先是美国国防部DoD为中心的组织研究军事方面的问题如何保证一处收到打击的情况下其他点也可以在迂回的线路中通信，完成军事指挥。于是分组交换技术出现了。为了验证分组交换技术的实用性 研究人员搭建了 一套网络 就是ARPANET 全球互联网的鼻祖。 起初该网络之链接了美国的西海岸大学和研究所的额四个节点（基本都是大学研究所）
2.TCP/IP 的诞生
在ARPANET 的实验中，几所大学构成了主干网为了实现可靠的传输研究机构一并研发了TCP/IP 协议，这其实是一个比较漫长的过程 几乎是十年以后才在1982年确定下来，期间实在不断的实践应用中进行不断的尝试和修改才最后形成了TCP/IP 所以一开始这套协议就是从实际应用中被磨练出来的。
3，UNIX系统主机的普及和 NSFnet
当时TCP/IP 还是很小范围内研究室在使用，后来能够大面积普遍应用其实还需要归功于 unix 系统。当时很多研究机构的计算机使用的是 unix 系统 所以unix 系统便在很多应用上支持了TCP/IP。等到后来更多的大学 研究室 或者个人 使用unix 计算机时 自然就支持了tcp/ip 协议。就这样随着unix 大量使用tcp/ip 得以普及 慢慢的 ARPANET 也连入到了 NSFnet 网络 形成范围更广 使用更普及的网络。
4，商用互联网服务的开始
到了九十年代 新的网络 逐渐被引入到公司和家庭，很多公司开始看到了网络的巨大商机加入了进来，同时也出现了专门提供接入互联网服务的公司 称为 ISP 互联网服务提供商 也就是我国的联通 电信 移动等公司
tcp/ip标准化
1.TCP/IP具体的含义
就表面来看 TCP/IP 分别表示两个协议， tcp 传输控制协议和 ip 网际协议，但实际上TCP/IP是以这两个协议为主的众多协议个协议簇。其实TCP/IP中包含很多相关协议。所以我们把TCP/IP 叫做网际协议簇。
2.TCP/IP标准化精髓
主要指的是TCP/IP的两大特点，开放性和实用性。
开放性是由于TCP/IP 是由IETF机构讨论制定的，而这个组织本身就是允许任何人加入并讨论的组织，采用电子邮件形式沟通交流。
实用性指的是TCP/IP的制定过程很特点 协议规范弱化 更注重的是使用性，必须在实际应用的检验，大家都认为可以没有什么问题了 这样才能定理为标准，所以在整个过程中其实是经过了很多人在实践中遇到问题修改再实践再修改慢慢磨练出来的。
3.TCP/IP规范和标准化流程
TCP/IP 标准化之后 被人们列入到 RFC 文档中 并在互联网上公布 RFC 除了规范内容 还包含协议的实现和运用。也就是说一旦变为标准就不允许随便修改。
那么我们通常的协议如果想要成为标准是什么流程呢 其实这个过程也是相当繁琐的他i自由一套严格的流程 大体可以概括为 将协议提出来 提议为标准（提出议案）——草案标准（组织讨论）——标准（定为标准），其实再提议和草案阶段都是 6到 4个月时间 这期间还要经过很多实践中的测试 如果测试不通过也不行。必须各个阶段 各个测试都通过了 个方面使用都没问题 才可以最终被定为标准
互联网的基础知识
1.互联网的概念
Internet 就是互联网的英文表示。 internet 的意思是将多个网络连接使其成为一个更大的网络，即为网际网。所以两个局域网连接起来就叫互联网，或者两个企业 两个城市 两个国家连接起来都叫互联网。但我们今天的互联网 Internet 却是特别专指 全球范围的互联网络。就是将全世界无数个局域网连起来就构成了互联网。
2.互联网的结构和 于TCP/IP的关系
如果我们要把互联网拆开看的化可以分为 骨干网（BackBone） 和 末端网（Stub） 每个网络之间通过 NOC 网络操作中心连接。如果是不同的网络，也就是我们说的异构网之间需要 ILX 网络交换中心，做一些协议或者设备上的转换。
互联网得以实现的协议就是TCP/IP , TCP/IP 协议簇 就是专门为互联网而设计的。
TCP/IP 协议分层模型
1.TCP/PI与 OSI参考模型
关于OSI 和TCP/IP 关系我们看一张图
可以看出TCP/IP分层只有四层，网卡曾 互联网曾 传输层和应用层。OSI 注重的是 通信协议必要的功能是什么，而 TCP/IP 强调的是 在计算机上实现协议应该开发那种程序
2.硬件（物理层）和网络接口层（数据链路层）
硬件主要指的是网卡设备，解决的是如何传输信号的问题，包括安全性 可靠性 带宽 速率等问题。
网络接口层 实际上就是七层里面的数据链路层 这一次主要是物理地址的寻址，也就是前面讲的网卡地址的寻址，还有链路的建立 维护和拆除 数据校验 流量控制等问题 主要设备就是交换机设备来实现
3.互联网层（网络层）
互联网层 也就是七层中的 网络层 ，这层也是寻址 不过是逻辑地址ip 地址的寻址。路径的选择。主要设备就是路由器设备。这一层包含了很多协议 比如
ip 网际协议 用来转发数据包的
icmp网络控制报文协议 主要用来检查网络的通断
arp 地址解析协议 将 ip 地址解析为mac 地址
4.传输层
主要功能是让应用程序之间实现通信，实现同种应用或者程序之间的互通。计算机内部有很多程序，必须知道那个程序与那个程序通信 或者简单点说 微信发出去的对方微信接受，而不是对方qq接受，虽然都是腾讯的。传输层通过一个叫做端口号的东西识别不同的应用。
传输层有两个著名的协议 TCP 和 UDP
TCP 传输控制协议，一种面向连接的传输协议 可以保证两端主机可达 确定收到
UDP 用户数据报协议 一种面向无连接的协议 就是我这边只管发送，至于你此时在不在 收不收我都不管。就像发离线消息一样。
5.应用层
TCP/IP 的应用层包含了七层里的上三层，也就是说应用层同时实现了表示和会话的功能。应用层关键实现各自的应用所以一般是我们的软件或者手机app 像浏览器 电子邮件客户端 下载软件 在在线视频软件等。
应用层的协议也是最多的几乎每一个服务就是一个协议
www 万维网服务 就是我们通常将的网页 通过http 超文本传输协议通信
电子邮件服务 通过 smtp 简单的邮件传输协议和 pop3 邮政协议 实现
文件传输 FTP 本身就是一个协议，可以实现文件的上传和下载
远程登陆服务 (telnet 与ssh) 两者的区别在于 telnet 铭文传输 ssh 加密传输
网络管理 snmp 通过简单的网络管理协议 实现。
TCP/IP协议的通信示例
1.数据包的首部
那么TCP/IP的通信到底是如何实现的呢我们看下图：
也就是说数据在每一层中都会加上这一层能够读取和识别的数据头部然后交给下一层。
为了表述方便我们将每一层的数据个别起个名字， 应用层的数据我们称之为 数据 传输层我们叫数据段 网络层叫数据包 数据链路层叫 数据帧 到物理层我们叫比特流。下面我们通过发送数据和接受数据来看数据的通信过程如何实现
2.发送数据包
比如我们甲发一份邮件给乙
应用程序处理
启动邮件客户端软件 甲写入邮件点击返送，邮件客户端程序会将邮件数据转换为 二进制编码 如果需要加密就加密 压缩 将数据交给下一层TCP模块
TCP模块处理
TCP模块收到后在数据的基础上加上端口号和其他tcp 头部信息形成数据段再交给下一层 IP 模块
IP模块处理
IP模块收到后在接受的数据基础上加上ip 包头，里面包含 目标逻辑地址和源逻辑地址 就是目标和源的ip 地址信息 和上次协议号信息 等 变成数据包 交给下一层
网络接口处理
在这一层将接受的数据再加上自己的帧头部包含 校验信息 源端和目标端的mac地址信息 上层协议 等
经过数据链路的包是这样的
3.数据包接受处理
数据包接收之后的处理其实就是 发送处理的逆过程
网络接口处理
收到以太网帧 首先找到mac 地址部分看目标mac 是不是发给自己的r如果是接受 拆除掉帧头部交给上一层
IP模块处理
ip模块收到数据包之后查看包头的目标ip 地址是不是自己的如果是拆掉包头 将数据交给上一次
TCP模块处理
TCP模块收到后查看端口号确定是给那个应用的 然后拆掉 tcp 头部 交给上一次层应用软件
应用程序处理
应用程序收到后主要是讲编码转换为我们能够看懂的内容，利用软件呈现给我们。
整个发送和接受如图
好这一章主要讲的是tcp/ip 协议的 由来 特点 标准化 和网络 和它的通信实现 以及互联网的基本概念。重点还在于那几个协议，大家要知道叫什么名字认识它 之后很多协议我们都会详细解释。今天就到这里下一我们和大家聊一聊数据链路层的内容。
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