TCP/IP详细资料

TCP/IP详细资料

一.TCP/IP通讯协定的缘起不灭

　　 话起一九六八年至今已有29个年头，TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol）已然是目前最被普遍使用的通讯协定。TCP/IP的缘起来自於美国国防部与几个大学及企业，所成立的ARPA(Advance Research Projects Agency)Net网路实验计划，後来，又经由柏克莱大学首度将TCP/IP的网路环境加入Unix系统中，且Microsoft公司也於Windows NT3.51之後的版本加入了TCP/IP通讯协定，直到目前的Windows NT4.0,TCP/IP仍旧是十分重要的通讯协定之一。到底TCP/IP真正的发展过程是如何呢？它又是在何种环境之下发展出来的？、、等等的这一些问题，笔者接下来就为您做说明。

1.TCP/IP的来龙去脉

　　 TCP/IP初步架构的出现源於１９６４年，美国冷战时期。在这个时候为了战争　求，必须一个将强又牢固的网路系统来做整个国防部的联系。这时美国一家资讯公司【ＲＡＮＤ公司】为了满足国防部的求而提出了一个解决方案。在这一个方案之中，有两项非常独特的见解：

　　 一为这个网路没有中控点，也就是说敌人无法破坏整个系统，除非敌人将整个系统破坏掉，否则系统在不完全破坏下仍可以继续运作。

　　 二为当系统传送过程中资料传送有问题时，网路系统可以自动侦测错误，而将资料完整传送完毕。

　　 有了这样的依据，美国於１９６９年便赋予先进研究计划委员会【ＡＲＰＡ】这一项任务。此时他们思考著如何建立一个让分散在各地且完全不同的电脑系统可以无误的联系在一起。基於建构这样网路系统的模式，所以他们决定制定一套协定。这一套协定可以让分散在各地且完全不同的电脑系统完全连结在一起，更进一步甚至可以互相沟通，彼此传递讯息。基於这样的原则，终於在1971年研究出了NCP协定【Network Control Protocol】，并且真正架构出２３个据点的网路系统。而这个网路系统便称为ＡＲＰＡＮＥＴ。
　
　　 就在隔年，ＡＲＰＡＮＥＴ正式对外展示；这时候据点也扩展到４０个。随著资讯的进步与努力，网路的传输设备也不断地更新；从网路线一直发展到卫星传送系统。ＮＣＰ协定已无法满足人们的求了，因为不同的网路系统仍然无法很顺利的传送资料。此时则由美国史丹佛大学、ＢＮＮ公司与英国伦敦大学共同发展出ＴＣＰ【Transmission Control Protocol】协定，这个协定可以让不同网路系统透过网路线、无线电波或卫星传送、、等等方式连线起来，并彼此沟通即传递讯息。当时展示时，便把ＡＲＰＡＮＥＴ、ＰＲＮＥＴ【封包无线电波网路】、ＳＡＴＮＥＴ【大西洋封包卫星网路】等大型网路系统连接一起测试。虽然ＴＣＰ协定稳定性够而且也很少出错，但有时传送的封包资料仍然会遗失而要求系统重新传送，这样在网路上会大大减低系统的效能与浪费传送时间。为了解决这一个问题，便将ＴＣＰ协定再度细分为两层：上层一样称为ＴＣＰ协定【主要工作为管理封包的切割、整合与重传】；而下一层便称为ＩＰ协定【主要工作为管理个别封包的资料传送与传送位置】。如此，这样的协定便称为TCP/IP协定。

　　 於１９８２年时，美国正式使用TCP/IP协定，并将此协定当成整个国防部网路的标准协定。隔年【１９８３年】所有ArpaNet的网路系统也正式启用TCP/IP协定。至此，正式奠定了TCP/IP协定的地位。後来由於Internet的风潮，也正式启用TCP/IP协定为标准通讯协定。这样的结果，使得TCP/IP协定更确定其霸主地位。

2.网路间沟通的基本术语－通讯协定

　　 想要了解TCP/IP，首先您必须先知道网路是什堋？而了解网路系统的首要观念即是『通讯协定』。什么叫做通讯协定呢？电脑中的协定就好比人类之间沟通所使用的语言，而网路系统中的通讯协定就好比一个地区或国家有一定的标准语言。由此可知，如果网路系统之间没有共同的通讯协定，则网路系统就无法运作了。但有一点与人类语言不一样的地方就是通讯协定必须有一定的规则、定义依循才能顺利的运作。而这一些规则不外乎下列几项：
◎ 资料间的传送方式

◎ 电脑之间资料的接收与传送

◎ 检查资料的完整性

◎ 硬体网路元件的型态【网路线、网路卡、、等】

◎ 协定本身阶层的定义

　　 当然，以上只是列举几项有关协定方面的问题。但协定架构如何改变，网路系统的资料传输都会依照下列方式运作：
　　 由上图，您大致可以得知资料运作的大体性。但到底实№运作该如何呢？笔者则　告诉您有关OSI网路协定层与TCP/IP协定层之间的关联性了。

二.TCP/IP通讯协定层中的运行剖析

　　 以前的网路环境与协定都是由各家网路公司自行研发定义，这样的状况造成了网路环境之间的资源无法达成共享的地步。有鉴於此，国№间则出现了一个专门定义标准网路协定的单位ISO(International Standard Organization)，由这组织定义出一个标准的网路协定，就是目前网路环境所参照的OSI (Open System Interconnection)七层网路协定层。

　　 TCP/IP网路层与OSI网路协定层非常的类似，因为TCP/IP於1980年代即定义正式运作，而OSI机构所成立的时间则晚於TCP/IP。因此，它所提出的标准架构中，有些还参考了有关TCP/IP协定。所以，之间的定义自然就很接近了。以下笔者分别为您针对这两个部分做一些相关主题的说明，让您对网路的传输架构有更进一步了解。

1.OSI组织所定义的七层网路协定层

(1) . OSI组织定义的七层网路协定，分别有：

Application(应用层)

Presentation(表现层)

Session(会谈层)

Transport(传送层)

Network(网路层)

DataLink（资料连结层）

Physical（实体层）

(2) . OSI网路协定的资料传输方式

2.TCP/IP通讯协定层

(1) . TCP/IP通讯协定层，大致可区分四个协定层：

Application（应用层）

Transport（传送层)

Internet（网№层）

Network（网路层）
2) . 运行原理

　　 其中运行原理，在Application（应用层）中，所执行的程式以NetBIOS网路协定作为主要发展网路系统的协定（NetBIOS是以电脑名称当做网路上唯一辨认的方式），再透过微软网路系统中独有的NetBIOS over TCP/IP网路协定，与Transport（传送层）相互转换联系。在Transport（传送层）中，主要有TCP(Transmission Control Protocol)与UDP(User Datagram Protocol)传送协定，其中TCP是以三向检测（Three-way handshake）模式确认传送，速度较慢；另一个传送协定UDP,此协定只负责将资料送出，适用在大量传送资料时。再经过ICMP(Internet Control Message Protocol)来负责先行确认目的主机的位址（检查路由器，网路路径．．），且由ARP(Address Resolution Protocol)将网路上的绝对位址IP，转换成网路卡的实体卡号MAC(Media Access Control)Address，也就是用来转换实体层位址与网路层位址。到了Internet(网№层)，主要有PPP(point to Point)及SLIP(Serial Line Internet Protocol)，将传送层的网路上资料介面转换成串列式的传送介面，再经由实体层(Network)网路卡，同轴电缆，电话线路完成TCP/IP通讯协定层中的运行。

(3) . TCP/IP通讯协定层与应用服务比较表

　　 TCP/IP通讯协定各 项 应 用 服 务Application (应用层)SMTP、TELNET、FTP、Gopher、WWW、NFS、等Socket、NetBIOS协定 Transport(传送层)TCP、UDP Internet（网№网路层）IP【ARP、RARP、ICMP】Network（网路层）Ethernet、X.25、SLIP、PPP 同轴电缆线、电话线、网路卡。
3.OSI网路协定层、TCP/IP通讯协定与微软网路协定层

　　 OSI网路协定层TCP/IP通讯协定Microsoft Network Application(应用层)Application(应用层)Application Interface（应用程式介面层）Presentation(表现层)Session(会谈层)Transport(传送层)Transport(传送层)Transport Device Interface（传送装置介面层）Network(网路层)Internet（网№网路层）Network Driver Interface（网路驱动介面层）DataLink（资料连结层）Network（网路层）Physical Network Layer（实体网路层） Physical（实体层）