通信工程学习：什么是TCP/IP（传输控制协议/互联网议）

TCP/IP：传输控制协议/互联网议

        TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/互联网协议）是互联网的基本协议，也是国际互联网络的基础。它不仅仅是一个协议，而是一个协议族，包括多个网络协议，如IP、ICMP、TCP、UDP、HTTP、FTP、SMTP等。这些协议共同定义了计算机操作系统如何连入互联网，以及数据如何在它们之间传输的标准。

一、TCP/IP协议族的主要协议

        1、IP协议（Internet Protocol）：

        定义了互联网上的唯一标识符（IP地址），并负责数据包的路由和转发。

        是一种无连接、不可靠的分组传送服务的协议，是点-点线路的网络层通信协议。

        2、TCP协议（Transmission Control Protocol）：

        提供可靠的、面向连接的数据传输。

        确保数据以正确的顺序到达目标，并具有错误检测和重传机制。

        通过三次握手建立连接，通讯完成时要拆除连接，只能用于端到端的通讯。

        3、UDP协议（User Datagram Protocol）：

        提供无连接的、不可靠的数据传输。

        适用于一些实时应用程序，如音频和视频流，因为它不需要TCP的排序和流量控制等功能。

        4、ICMP协议（Internet Control Message Protocol）：

        用于网络故障诊断和错误报告。

        提供有关通向目的地址的路径信息，如“Redirect”信息通知主机通向其他系统的更准确的路径，“Unreachable”信息则指出路径有问题。

        5、其他协议：

        HTTP（Hypertext Transfer Protocol）：用于在Web上传输超文本文档，是万维网的基础。

        FTP（File Transfer Protocol）：用于文件传输。

        SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）：用于电子邮件的发送。

        DNS（Domain Name System）：用于将域名解析为IP地址。

二、TCP/IP协议的层次结构

        TCP/IP协议族按照层次由上到下分成4层，分别是应用层、传输层、网络层和网络接口层（或称数据链路层）。

        1、应用层：

包含所有的高层协议，如HTTP、FTP、SMTP、DNS等。

        2、传输层：

包括TCP和UDP协议，负责端到端的数据传输。

        3、网络层：

主要是IP协议，负责数据包的路由和转发。

        4、网络接口层：

      负责接收IP层的数据报，通过网络向外发送，或接收从网络上来的物理帧，抽出IP数据报，向IP层发送。

三、TCP/IP协议的工作流程

        以浏览某个网页为例，TCP/IP协议各层的工作流程如下：

        1、应用层：

      在应用层，浏览器将网址等信息组成HTTP数据，并将数据传送给传输层。

        2、传输层：

      传输层在数据前面加上TCP报头，并标记端口为80（Web服务器的默认端口），将这个数据段给了网络层。

        3、网络层：

      网络层在这个数据段前面加上自己机器的IP和目的IP，这时该段被称为IP数据报，然后将这个IP数据报给了数据链路层。

        4、网络接口层：

        数据链路层先在IP数据报前面加上自己机器的MAC地址以及目的MAC地址，加上MAC地址的数据称为帧，然后通过物理网卡把这个帧以比特流的方式发送到网络上。

四、TCP/IP协议的重要性

        TCP/IP协议是互联网的基础，它定义了电子设备如何连入互联网，以及数据如何在它们之间传输的标准。不同系统的计算机采用了同一种协议后，就能相互通信，从而能够建立网络连接，实现资源共享和网络通信。TCP/IP协议的发展和应用，极大地推动了互联网的普及和发展。