1、 TCP/IP的歷史

　　TCP/IP的歷史要追溯到20世紀70年代中期，當時的美國國防部高級項目研究局（DARPA）為了實現異種網之間的互聯與互通，大力資助網間網技術的研究與開發，于1977到1979年間推出目前形式的TCP/IP體系結構和協議規范。美國國防部高級項目研究局資助網間網研究開發，事出有因。1969年，美國高級項目研究局（ARPA）建立了ARPANET。ARPANET是最早出的計算機網絡之，現代計算機網絡的許多概念和方法便來自ARPANET。隨后美國高級項目研究局不斷鼓勵在ARPANET上進行分組交換技術的研究開發。在20世紀60、70年代，美國國防部高級項目研究局是主要的分組交換技術的資助者，美國國防部高級項目研究局不僅資助了在由租用線互聯的ARPANET上的分組交換技術研究，而且資助了無線網和衛星網上的分組交換技術的研究。正是由于硬件網絡技術的分化以及與不同硬件技術打交道的經驗，才促使美國國防部高級項目研究局研究網絡互聯問題，并導致了TCP/IP的出現與發展。

　　到了1979年，越來越多的研究人員投入TCP/IP的研究開發之中，于是美國國防部高級項目研究局組織“Internet控制與配置委員會（ICCB）”以協調各方面的工作。

　　1980年前后，美國國防部高級項目研究局開始將ARPANET上的所有機器轉向TCP/IP協議，并以ARPANET為主干建立Internet互聯網。

　　1983年1月，ARPANET向TCP/IP的轉換全部結束，美國國防部長辦公室命令聯入遠程網的所有計算機都必須采用TCP/IP。同時，美國國防通信局將ARPANET分為獨立的兩部分，一部分仍叫ARPANET，用于進一步的研究工作；另一部分稍大一些，成為著名的MILNET，用于軍方的非機密通信。

　　為推廣TCP/IP協議，DARPA以低價出售TCP/IP的方法，并通過資助BBN（Bolt Beranek and Newman,Inc.）實現用于其UNIX的TCP/IP協議，還通過資助伯克利加州大學將TCP/IP協議融入BSD UNIX，促成TCP/IP與當時多數大學中流行的BSD UNIX（Berkeley Software

　　Distribution UNIX)的結合。1983年，伯克利推出內含TCP/IP的第一個BDS UNIX，該協議軟件可謂生逢其時，因為當時許多大學的院系正缺乏一種他們迫切需要的聯網手段，以建造各自的局域網。

　　BSD UNIX在網絡方面的成功有以下原因。首先，除提供標準的TCP/IP應用程序外，它還支持一組網絡服務工具程序(utilities)。這些工具的調用格式與UNIX命令調用格式相似，深受UNIX用戶歡迎。第二，BSD UNIX提供一種供應用程序訪問通信協議的操作系統調用：Socket。Socket是一種進程間通信機制，是UNIX輸入/輸出機制的的推廣。Socket的出現使程序號可以很方便地訪問TCP/IP協議，或多或少地推動了TCP/IP的研究開發工作。

　　出于計算機網絡對于科學研究重要意義的遠見卓越，以及對TCP/IP技術的信心，美國國家科學基金會NSF于1985年開始涉足TCP/IP的研究與開發，并逐漸成為其中一個重要角色。NSF首先圍繞其6個超級計算中心建立了基于TCP/IP的訪問網，并于1986年資助建立遠程主干網NSFNET。NSFNET聯通NSF的全部超級計算中心與ARPANET相聯。1986年，NSF資助了許多地區網的建設，使全美主要的科研機構聯入NSFNET。NSF資助的所有網絡均采用TCP/IP協議，而且是Internet的一部分。

　　到今天，TCP/IP技術以及Internet網間網已經為廣大計算機工作者、計算機廠商和計算機用戶所接受，成為許多人工作環境的一部分。{{分頁}}

　　總結TCP/IP技術的發展，TCP/IP的成功可以歸結為以下原因：

①     TCP/IP是最早出現的網絡協議之一，是最早出現的互聯網協議，它的成功得益于順應了社會的需求。

②     DARPA為推廣TCP/IP，采用開放策略，以低價出售TCP/IP使用權，鼓勵廠商開發TCP/IP產品。

③     TCP/IP與流行操作系統UNIX的結合是其成功的一大源泉。

④     TCP/IP技術來自于實踐，并在實踐中得到不斷的改進與完善。

2、  TCP/IP的分層模型

　　協議分層模型包括兩方面內容，一是層次結構，一是各層功能描述。下面介紹TCP/IP的分層模型。

　　關于分層模型，首先要提到ISO/OSI參考模型，簡稱ISO模型。

　　如表1所示，ISO模型包括七層，各層功能大致如下：

①     物理層。涉及在物理信道上傳輸原始比特，處理與物理傳輸介質有關的機械的、電氣的和過程的接口。

②     數據鏈路層。分為介質訪問控制（MAC）和邏輯鏈路控制（LLC）兩個子層。介質訪問控制子層解決廣播型網絡中多用戶競爭信道使用權的問題。邏輯鏈路控制子層的主要任務是將有噪聲的物理信道變成無傳輸差錯的通信信道，提供數據成幀、差錯控制、流量控制和鏈路控制等功能。

③     網絡層。負責將數據從物理連接的一端傳到另一端，即所謂點到點通信。主要功能是尋徑，以及與之相關的流量控制和擁塞控制等。

④     傳輸層。主要目的在于彌補網絡層服務與用戶需求之間的差距。傳輸層通過向上提供一個標準、通用的界面，使上層與通信子網（下三層）的細節相隔離。傳輸層的主要任務是提供進程間通信機制和保證數據傳輸的可靠性。

⑤     會話層。主要針對遠程終端訪問。主要任務包括會話管理、傳輸同步以及活動管理等。會話一般都是面向鏈接的，遠程過程調用RPC是個例外。

⑥     表示層。主要功能是信息轉換，包括信息壓縮、加密、與標準格式的轉換（以及上述各操作的逆操作）等。

⑦     應用層。提供最常用且通用的應用程序，包括電子郵件（E-mail）和文件傳輸等。{{分頁}}

　　與來自標準化組織的ISO模型不同，TCP/IP不是作為標準人為制定的，而是產生于網間網研究和應用實踐中，TCP/IP模型如圖1所示，分4個層次。雖然稍作修改后，ISO模型也可用于描述TCP/IP協議，但這只是否形式而已，二者內部細節的差別是很大的。

　　傳輸層還要解決不同應用程序的識別問題，因為在一般的通用計算機中，常常是多個應用程序同時訪問網間網。為區別應用程序，傳輸層在每一分組中增加識別信源和信宿應用程序的信息。另外，傳輸層每一個分組均附帶校驗和接收機，以此校驗收到分組的正確性。

（1）       網間網層（IP）

　　負責相鄰計算機之間的通信。其功能包括三個方面：

①     處理來自傳輸層的分組發送請求。收到請求后，將分組裝入IP數據報，填充報頭，選擇去往信宿機的路徑，然后將數據報發往適當的網絡接口。

②     處理輸入數據報。首先檢查其合法性，然后進行尋徑，假如該數據報已達到信宿地（本機），則去掉報頭，將剩下部分（傳輸層分組）交給適當的傳輸協議；假如該數據報尚未到達信宿，則轉發該數據報。

③     處理因特網控制消息協議（ICMP：Internet Control Message Protocol）報文，處理路徑、流量控制、網絡擁塞等問題。

（2）       網絡接口層

　　這是TCP/IP軟件的最低層，負責接收IP數據并通過網絡發送之，或者從網絡上接收物理幀，抽出IP數據報，交給IP層。

　　網絡接口有兩種類型。第一種是設備驅動程序（如局域網的網絡接口）；第二種含有自身數據鏈路協議的復雜子系統。

（3）       應用層

　　向用戶提供一組常用的應用程序，比如文件傳輸訪問、電子郵件等。嚴格說起來，TCP/IP網間網協議只包含下三層（不含硬件），應用程序不能算TCP/IP的一部分。對常用的應用程序，TCP/IP制定了相應協議標準，所以也把它們作為TCP/IP的內容。事實上，用戶完全可以在網間網之上（即傳輸層之上），建立自己的專用應用程序，這些專用應用程序要用到TCP/IP，但不屬于TCP/IP。

（4）       傳輸層（TCP）

　　提供應用程序間（即端到端）的通信。其功能包括以下兩點：

①     格式化信息流。

②     提供可靠傳輸/

　　為實現后者，傳輸層協議規定接收端必須發回確認，并且假如分組丟失，必須重新發送。