TCP/IP

通常使用的网络（包括互联网）是在 TCP/IP 协议族的基础上运作的。而 HTTP 属于它内部的一个子集。

TCP/IP 协议族  

计算机与网络设备要相互通信，双方就必须基于相同的方法。比如， 如何探测到通信目标、由哪一边先发起通信、使用哪种语言进行通信、怎样结束通信等规则都需要事先确定。不同的硬件、操作系统之间的通信，所有的这一切都需要一种规则。而我们就把这种规则称为

协议（ protocol ）。

⚠  TCP/IP 是互联网相关的各类协议族的总称 

协议中存在各式各样的内容。从电缆的规格到 IP 地址的选定方法、寻找异地用户的方法、双方建立通信的顺序，以及 Web 页面显示需要处理的步骤，等等。

像这样把与互联网相关联的协议集合起来总称为 TCP/IP 。也有说法 认为，TCP/IP 是指 TCP 和 IP 这两种协议。

还有一种说法认为， TCP/ IP 是在 IP 协议的通信过程中，使用到的协议族的统称。

 TCP/IP 的分层管理 

TCP/IP 协议族里重要的一点就是分层。

TCP/IP 协议族按层次分别分为以下 4 层：应用层、传输层、网络层和数据链路层。

把 TCP/IP 层次化是有好处的。比如，如果互联网只由一个协议统筹，某个地方需要改变设计时，就必须把所有部分整体替换掉。而分层之后只需把变动的层替换掉即可。把各层之间的接口部分规划好之后，每个层次内部的设计就能够自由改动了。

值得一提的是，层次化之后，设计也变得相对简单了。处于应用层上的应用可以只考虑分派给自己的任务，而不需要弄清对方在地球上哪个地方、对方的传输路线是怎样的、是否能确保传输送达等问题。

TCP/IP 协议族各层的作用如下：

TCP/IP 协议族内预存了各类通用的应用服务。比如， FTP （ File Transfer Protocol，文件传输协议）和 DNS （ Domain Name System ，域名系统）服务就是其中两类。

HTTP 协议也处于该层。

数据包是网络传输的最小数据单位。

该层规定了通过怎样的路径（所谓的传输路线）到达对方计算机，并把数据包传送给对方。

与对方计算机之间通过多台计算机或网络设备进行传输时，网络层所起的作用就是在众多的选项内选择一条传输路线。

包括控制操作系统、硬件的设备驱动、NIC（ Network Interface Card ，网络适配器，即网卡），及光纤等物理可见部分（还包括连接器等一切传输媒介）。硬件上的范畴均在链路层的作用范围之内

TCP/IP 通信传输流

利用 TCP/IP 协议族进行网络通信时，会通过分层顺序与对方进行通信。发送端从应用层往下走，接收端则往应用层往上走。

我们用 HTTP 举例来说明，

首先作为发送端的客户端在应用层（HTTP 协议）发出一个想看某个 Web 页面的 HTTP 请求

接着，为了传输方便，在传输层（TCP 协议）把从应用层处收到的数据（HTTP 请求报文）进行分割，并在各个报文上打上标记序号及端 口号后转发给网络层。

在网络层（ IP 协议），增加作为通信目的地的 MAC 地址后转发给链路层。这样一来，发往网络的通信请求就准备齐全了。

接收端的服务器在链路层接收到数据，按序往上层发送，一直到应用层。当传输到应用层，才能算真正接收到由客户端发送过来的 HTTP 请求

 

发送端在层与层之间传输数据时，每经过一层时必定会被打上一个该 层所属的首部信息。

反之，接收端在层与层传输数据时，每经过一层 时会把对应的首部消去。

这种把数据信息包装起来的做法称为封装 

在 TCP/IP 协议族中与 HTTP 密不可分的 3 个协议 （IP、TCP 和 DNS）

1、负责传输的 IP 协议

按层次分， IP （ Internet Protocol ）网际协议位于网络层。 几乎 所有使用网络的系统都会用到 IP 协议。 TCP/IP 协议族中的 IP 指的就 是网际协议，协议名称中占据了一半位置，其重要性可见一斑。可能 有人会把“IP” 和 “IP 地址 ” 搞混， “IP” 其实是一种协议的名称。

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IP 协议的作用是把各种数据包传送给对方。而要保证确实传送到对方那里，则需要满足各类条件。其中两个重要的条件是 IP 地址和 MAC地址（Media Access Control Address ）。

IP 地址指明了节点被分配到的地址，MAC 地址是指网卡所属的固定 地址。

IP 地址可以和 MAC 地址进行配对。 IP 地址可变换，但 MAC地址基本上不会更改。

在到达通信目标前的中转过程中，那些计算机和路由器等网络设备只 能获悉很粗略的传输路线。这种机制称为路由选择（routing ）

有点像快递公司的送货过程。想要寄快递的人，只要将自己的货物送到集散中心，就可以知道快递公司是否肯收件发货，该快递公司的集散中心检查货物的送达地址，明确下站该送往哪个区域的集散中心。接着，那个区域的集散中心自会判断是否能送到对方的家中。

通过这个比喻说明，无论哪台计算机、哪台网络设备，它们都无法全面掌握互联网中的细节

 

 2、确保可靠性的 TCP 协议

按层次分， TCP 位于传输层，提供可靠的字节流服务。

所谓的字节流服务（ Byte Stream Service ）是指，为了方便传输，将大块数据分割成以报文段（segment ）为单位的数据包进行管理。而可靠的传输服务是指，能够把数据准确可靠地传给对方。

一言以蔽之， TCP 协议为了更容易传送大数据才把数据分割，而且 TCP 协议能够确认数据最终是否送达到对方

为了准确无误地将数据送达目标处， TCP 协议采用了三次握手（three-way handshaking ）策略。用 TCP 协议把数据包送出去后， TCP不会对传送后的情况置之不理，它一定会向对方确认是否成功送达。

握手过程中使用了 TCP 的标志( flag) ---   SYN( synchronize)  和 ACK( acknowledgement)

发送端首先发送一个带 SYN 标志的数据包给对方。接收端收到后， 回传一个带有 SYN/ACK 标志的数据包以示传达确认信息。最后，发送端再回传一个带 ACK 标志的数据包，代表 “ 握手 ” 结束。

若在握手过程中某个阶段莫名中断， TCP 协议会再次以相同的顺序发送相同的数据包。

3、负责域名解析的 DNS 服务  

它提供域名到 IP 地址之间的解析服务。

计算机既可以被赋予 IP 地址，也可以被赋予主机名和域名。比如 www.baidu.com

用户通常使用主机名或域名来访问对方的计算机，而不是直接通过 IP地址访问。因为与 IP 地址的一组纯数字相比，用字母配合数字的表示形式来指定计算机名更符合人类的记忆习惯。但要让计算机去理解名称，相对而言就变得困难了。因为计算机更擅长处理一长串数字。

为了解决上述的问题， DNS 服务应运而生。 DNS 协议提供通过域名查找 IP 地址，或逆向从 IP 地址反查域名的服务。

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各种协议与 HTTP 协议的关系