10.1 TCP/IP協(xié)議概述
　　10.1.1 OSI參考模型及TCP/IP參考模型
　　讀者一定都聽說過著名的OSI協(xié)議參考模型，它是基于國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的建議發(fā)展起來的，從上到下共分為7層：應(yīng)用層、表示層、會話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層及物理層。這個7層的協(xié)議模型雖然規(guī)定得非常細(xì)致和完善，但在實(shí)際中卻得不到廣泛的應(yīng)用，其重要的原因之一就在于它過于復(fù)雜。但它仍是此后很多協(xié)議模型的基礎(chǔ)，這種分層架構(gòu)的思想在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。
　　與此相區(qū)別的TCP/IP協(xié)議模型從一開始就遵循簡單明確的設(shè)計(jì)思路，它將TCP/IP的7層協(xié)議模型簡化為4層，從而更有利于實(shí)現(xiàn)和使用。TCP/IP的協(xié)議參考模型和OSI協(xié)議參考模型的對應(yīng)關(guān)系如圖10.1所示。
　　
　　圖10.1 OSI模型和TCP/IP參考模型對應(yīng)關(guān)系
　　下面分別對TCP/IP的4層模型進(jìn)行簡要介紹。
　　n 網(wǎng)絡(luò)接口層：負(fù)責(zé)將二進(jìn)制流轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)幀，并進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接收。要注意的是數(shù)據(jù)幀是獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)信息傳輸單元。
　　n 網(wǎng)絡(luò)層：負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)幀封裝成IP數(shù)據(jù)包，并運(yùn)行必要的路由算法。
　　n 傳輸層：負(fù)責(zé)端對端之間的通信會話連接與建立。傳輸協(xié)議的選擇根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方式而定。
　　n 應(yīng)用層：負(fù)責(zé)應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)訪問，這里通過端口號來識別各個不同的進(jìn)程。
　　10.1.2 TCP/IP協(xié)議族
　　雖然TCP/IP名稱只包含了兩個協(xié)議，但實(shí)際上，TCP/IP是一個龐大的協(xié)議族，它包括了各個層次上的眾多協(xié)議，圖10.2列舉了各層中一些重要的協(xié)議，并給出了各個協(xié)議在不同層次中所處的位置，如下所示。
　　
　　n ARP：用于獲得同一物理網(wǎng)絡(luò)中的硬件主機(jī)地址。
　　n MPLS：多協(xié)議標(biāo)簽協(xié)議，是很有發(fā)展前景的下一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
　　n IP：負(fù)責(zé)在主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)之間尋址和路由數(shù)據(jù)包。
　　n ICMP：用于發(fā)送有關(guān)數(shù)據(jù)包的傳送錯誤的協(xié)議。
　　n IGMP：被IP主機(jī)用來向本地多路廣播路由器報(bào)告主機(jī)組成員的協(xié)議。
　　n TCP：為應(yīng)用程序提供可靠的通信連接。適合于一次傳輸大批數(shù)據(jù)的情況。并適用于要求得到響應(yīng)的應(yīng)用程序。
　　n UDP：提供了無連接通信，且不對傳送包進(jìn)行可靠性保證。適合于一次傳輸少量數(shù)據(jù)，可靠性則由應(yīng)用層來負(fù)責(zé)。
　　10.1.3 TCP和UDP
　　在此主要介紹在網(wǎng)絡(luò)編程中涉及的傳輸層TCP和UDP協(xié)議。
　　1．TCP
　　（1）概述。
　　同其他任何協(xié)議棧一樣，TCP向相鄰的高層提供服務(wù)。因?yàn)門CP的上一層就是應(yīng)用層，因此，TCP數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)了從一個應(yīng)用程序到另一個應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)傳遞。應(yīng)用程序通過編程調(diào)用TCP并使用TCP服務(wù)，提供需要準(zhǔn)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，用來區(qū)分接收數(shù)據(jù)應(yīng)用的目的地址和端口號。
　　通常應(yīng)用程序通過打開一個socket來使用TCP服務(wù)，TCP管理到其他socket的數(shù)據(jù)傳遞。可以說，通過IP的源/目的可以惟一地區(qū)分網(wǎng)絡(luò)中兩個設(shè)備的連接，通過socket的源/目的可以惟一地區(qū)分網(wǎng)絡(luò)中兩個應(yīng)用程序的連接。