我们都知道电脑由于好多种操作系统，例如：微软的windows，开源系统linux，苹果的mac等。这些系统千差万别，应用软件也互不兼容，但是他们之间都可以通过网络来进行通信。比如windows版本的qq完全可以和mac上的qq进行聊天。促成这一大同局面的就是各种网络协议（Protocol）。所谓的协议，顾名思义，就是双方（或多方）都要遵守的一种规范，一种格式。打个比方，sos。你在野外遇到危险呼救的时候可以找几根树枝摆一个sos的形状，那么有人看见了就会救你。不管你是在中国或是非洲，这是因为大家都遵守这么一个共识，sos代表着求救。同样的，协议在网络世界中也是这样的作用。

    各种协议中最有名的的就是TCP和IP了。注意TCP/IP协议族 指的就不仅仅是这两个协议了，而是基于这两种协议的一套协议。

1.分层

    首先理解一下分层，最早有一个OSI/ISO的七层模型的。但是只是理论层面的，最终也未能推广，只有在教科书上经常看到了，而这本TCP/IP协议详解上，我并没有看到有这个七层模型的介绍，呵呵。

我们从下往上看

1）数据链路层（网络接口层）包括操作系统和计算机中对应的网卡，甚至包含电缆等其他传输媒介的物理接口细节。

2）网络层（互联网层）处理分组在网络中的活动，例如分组的选路。包含的协议有IP 协议，ICMP协议，IGMP 协议

3）运输层提供两台主机间端到端的通信。包含两个重要的协议：TCP和UDP。简单讲是一个连接可靠，一个不可靠。

4）应用层 就很好理解了，我们的各种联网的应用程序大都是在这一层上。在这一层有如下几个通用协议。

*Telent 远程登录协议

*FTP 文件传输协议

*SMTP 简单邮件传输协议

*SNMP 简单网络管理协议

说到这里已经出现了好多协议了，这些都是用简化的大写字母代表的协议，同时记忆起来比较困难。其实抓住几个主要字母就差不多了。

比如：

P ：protocol 协议的意思

C：control 控制

T：transfer 传输

S：simple 简单

F：file 文件

M：mabagment管理/mail邮件

G：group 分组

 1.2 IP 地址

1.3 域名系统

    当你上网的时候，如果叫你每次访问一个网站都去输入网站服务器的ip地址，你一定会疯掉。所以呢，域名就应运而生了。域名又称主机名。在TCP/IP领域中，域名系统（DNS）是一个分布式数据库，它提供了主机名与ip地址之间的映射关系。也就是说当你在浏览器地址栏输入www.baidu.com的时候。DNS会查询到百度的服务器主机名然后请求连接。你或许遇到过能上QQ却打不开网页的情况。那么有可能就是DNS出现的错误。也就是所当你输入网址的时候，无法通过DNS查找到正确的ip地址，当然就无法访问这个网页的网页了。能上qq的原因，很简单因为你的qq客户端去连接服务器不通过域名查找，而是直接就通过ip地址来连接的啊。

    当然了，IP地址到具体的网络主机之间还有一层映射。这个映射是ip地址与主机网卡的物理地址（MAC地址）之间的映射。用到的协议是RAP协议，而RARP协议是提供的反方向的映射。

1.4 封装与分用

    当我们通过TCP协议来传输数据的时候，数据被送入协议栈中，然后每通过一层都会给这个数据首部加点东西，有时也会在尾部加点。最后作为比特流发送出去。TCP传递给IP的称为TCP 段（TCP segment）。IP传给网络接口层的称为IP 数据报（IP datagram），最后通过以太网传输的比特流叫做帧（Frame）。

    以太网数据帧的物理特性是其长度必须在46~1500字节之间。IP与网络接口层之间的数据传递是以分组（package）为单位进行的。分组可以是一个IP数据报也可以说是一个数据报的片（fragment）。

    UDP与TCP基本一致，不同的是UDP传递给IP的信息单元称为UDP 数据报（UDP datagram），而且UDP的首部为8个字节。

    IP的首部中存在一个长度为8位的数值，称作协议域，用以表示数据是由那种协议传递而来。其中：

    TCP或UDP传递数据的时候，都会用一个16位的端口号来表示不同的应用程序。2^16=65536。所以可用的端口号为0~65535.其中0~1023为保留的。比如，FTP服务器的TCP端口号是21，Telnet是23，TFTP是69。这些也被称作知名端口号。所以你编程序的时候不要指定0~1023以内的端口号哦。有些端口号只在用户的某个程序运行时才存在，这时的端口号称为临时端口号。大多数TCP/IP实现临时端口分配1024~50000之间的端口号，大于5000的端口号是为其他服务器预留的（Intent上并不常用的服务）。

    也许你会发现这些知名端口号都是奇数。这是有其历史原因的，因为这些端口号都是从NCP(网络控制协议，TCP前身)端口号派生出来的。NCP是单工的，不是全双工的，因此每个应用程序都需要两个连接，需要预留一对奇数和偶数端口号，当TCP和UDP称为标准运输协议的时候，每个应用程序只需要一个端口号，而奇数端口号就被保留下来。关于单工，双工。如果你拿java写过简单的C/S的通信实例，比如使用socket进行连接。如果你想这两个程序间互相对话，就是有来有往的话呢，那么须建立两个socket连接，两个程序互为服务器，也互为客户机。这就需要两个端口了。

     在以太网的首部同样有一个16位的帧类型域用以表示网络接口要发送和接受的是IP，ARP或者是RARP数据。

    上面讲的是把数据发出去的过程，下面说一下接受的过程。目的主机接受到以太网帧数据以后，就开始从协议栈中由底向上，去掉各种报文首部，并依据首部中的协议标识，确定上层接收数据的协议，这个过程成为分用（Demultiplexing）。

    最后，书中关于标注化和发展的历史什么的，我就不说了。再谈一下，internet和Internet。注意一个开头字母的大小写可是两个概念，internet的意思是用一个共同的协议族把多个网络连接在一起。而Internet就是指的我们现在使用最广的，通过TCP/IP互相通信的所有主机的集合，也就是说是一个专有名词。Internet是一个internet，而internet却不等于Internet。咦，是不是有种白马非马的感觉呢？

《TCP/IP详解》(卷1)读书笔记：01章：概述