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2.1 TCP/IP协议

TCP/IP协议是我们经常听说、经常使用的一个概念。那么这个概念到底有哪些深层含义呢?下面来详细说明。

2.1.1 什么是TCP/IP

TCP是传输控制协议(Transmission Control Protocol)的缩写。世界上有各种不同类型的计算机,也有不同的操作系统,要想让这些装有不同操作系统的不同类型计算机互相通信,就必须有统一的标准。TCP/IP是Internet使用的一组协议(Protocol),是目前被各方面遵从的网际互联工业标准。

协议有底层和上层之分,底层协议规定了计算机硬件的接口规范,上层协议规定了软件程序必需共同遵守的一些规则以及程序员在写程序时使用的统一标准。TCP/IP有l00多个协议,其中最重要的两个协议是传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)和互联协议IP(Internet Protocol)。IP负责信息的实际传送,而TCP则保证所传送的信息是正确的。

TCP/IP协议规范了网络上的所有通信设备,尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。TCP/IP是Internet的基础协议,也是一种计算机数据打包和寻址的标准方法。在数据传送中,可以形象地理解为有两个信封,如图2-1所示。

图2-1

TCP和IP就像是信封,要传递的信息被划分成若干段,每一段塞入一个TCP信封,并在该信封面上记录有分段号的信息,再将TCP信封塞入IP大信封,发送上网。在接受端,一个TCP软件包收集信封,抽出数据,按发送前的顺序还原,并加以校验,若发现差错,TCP将会要求重发。因此,TCP/IP在Internet中几乎可以无差错地传送数据。对Internet用户来说,并不需要了解网络协议的整个结构,仅需了解IP的地址格式,即可与世界各地进行网络通信。

2.1.2 TCP/IP的年代史

早期的计算机,并非如我们日常生活中见到的个人PC那样细小,它们大都是以一个集中的中央运算系统,用一定的线路与终端系统(输入输出设备)连接起来。这样的一个连接系统,就是网络的最初出现形式。各个网络都使用自己的一套规则协定,可以说是相互独立的。

在1969年,为美苏冷战期间,美国政府机构试图发展出一套机制,用来连接各个离散的网络系统,以应付战争危机的需求。这个计划,就是由美国国防部委托Advanced Research Project Agency发展的ARPANET网络系统,研究当部分计算机网络遭到攻击而瘫痪后,是否能够通过其他未瘫痪的线路来传送资料。

ARPANET的构想和原理,除了研发出一套可靠的资料通信技术外,还同时要兼顾跨平台作业。后来,ARPANET的实验非常成功,从而奠定了今日的网际网络模式,它包括了一组计算机通信细节的网络标准,以及一组用来连接网络和选择网络交通路径的协定,就是大名鼎鼎的TCP/IP网际网络协定。时至1983年,美国国防部下令用于连接长距离的网络的电话都必须适应TCP/IP,同时Defense Communication Agency(DCA)将ARPANET(Advanced Research Projects Agency Net)分成两个独立的网络:一个用于研究,依然叫做ARPANET;另一个用于军事通信,则称为MILNET(Military Network)。

ARPA后来发展出一个便宜版本,以鼓励大学和研究人员来采用它的协定。其时正适逢大部分大学计算机系的UNIX系统需要连接它们的区域网络。由于UNIX系统上面研究出来的许多抽象概念与TCP/IP的特性有非常高度的吻合,再加上设计上的公开性,而导致其他组织也纷纷使用TCP/IP协定。从1985年开始,TCP/IP网络迅速扩展至美国、欧洲好几百个大学、政府机构、研究实验室。它的发展大大超过了人们的预期想象,而且每年以超过15%的速度成长,到了1994年,使用TCP/IP协定的计算机已经超过三百万台之多。以后数年,由于Internet的爆炸性成长,TCP/IP协定已经成为无人不知、无人不用的计算机网络协定了。

从TCP/IP产生至今,给互联网的发展带来了翻天覆地的变化。其间,也经历了许多发展阶段,下面列出的是TCP/IP发展史上的一些重大事件:

1970年,ARPANET主机开始使用网络控制协议(NCP),这就是后来的传输控制协议(TCP)的雏形。

1972年,Telnet协议推出。Telnet用于终端仿真以连接相异的系统。在二十世纪七十年代早期,这些系统使用不同类型的主机。

1973年,文件传输协议(FTP)推出。FTP用于在不同的系统之间交换文件。

1974年,传输控制协议(TCP)被详细规定下来。TCP取代NCP,它为人们提供了更可靠的通信服务。

1981年,Internet协议(IP)(又称IP版本4[IPv4])被详细规定下来。IP为端到端传递提供寻址和路由功能。

1982年,美国国防通信署(DCA)和ARPA建立了传输控制协议(TCP)和Internet协议(IP)作为TCP/IP协议套件。

1983年,ARPANET将NCP替换为TCP/IP。

1984年,域名系统(DNS)推出。DNS可将域名(如www.example.com)解析为IP地址(如192.168.5.18)。

1995年,Internet服务提供商(ISP)开始向企业和个人提供Internet接入。

1996年,超文本传送协议(HTTP)推出。万维网使用HTTP。

1996年,第一套IP版本6(IPv6)标准发布。

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