TCP/IP协议简介及IPv4地址规定

网络协议是网络上所有设备(网络服务器、计算机及交换机、路由器、防火墙等)之间通信规则的集合,它规定了通信时信息必须采用的格式和这些格式的意义。目前的网络协议有很多种,在这里简单介绍几种常用的网络协议。

1.IP协议

IP是英文Internet Protocol(网络之间互联的协议)的缩写,中文简称为网协,也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在Internet中,它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则,规定了计算机在Internet上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统只有遵守IP 协议才可以与Internet互联。

Internet网络中采用的协议是TCP/IP 协议,其全称是Transmission Control Protocol/Internet Protocol。Internet依靠TCP/IP 协议在全球范围内实现不同硬件结构、不同操作系统、不同网络的互联。

对网络编程来说,主要是计算机和计算机之间的通信,首要的问题就是如何找到网络上数以亿计的计算机。为了解决这个问题,网络中的每个设备都会有唯一的数字标识,也就是IP地址。

在计算机网络中,现在命名IP 地址的规定是IPv4协议,该协议规定每个IP地址由4个0～255的数字组成。每台接入网络的计算机都拥有唯一的IP 地址,这个地址可能是固定的,也可能是动态的。

目前,IETF(Internet Engineering Task Force,互联网工程任务组)设计的用于替代现行版本IP协议(IPv4)的下一代协议IPv6,釆用6字节来表示IP地址,但目前还没有开始使用。

TCP/IP定义了电子设备如何连入Internet以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用4层的层级结构,分别是应用层、传输层、网络层和网络接口层。每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。

TCP负责发现传输的问题,一有问题就发出信号要求重新传输,直到所有数据安全正确地传输到目的地,而IP是给Internet的每一台电脑规定一个地址。TCP/IP 层次结构图如图9-2所示。(www.xing528.com)

图9-2 TCP/IP层次结构

2.TCP与UDP 协议

尽管TCP/IP协议从名称上看只包括TCP这个协议名,但是在TCP/IP协议的传输层同时存在TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)和 UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)两个协议。

在网络通信中,TCP协议类似于使用手机打电话,可以保证把信息传递给别人;而UDP协议类似于发短信,接收人有可能接收不到传递的信息。

在网络通信中使用TCP的方式需要建立专门的虚拟连接,然后进行可靠的数据连接,如果数据发送失败,客户端会自动重发该数据。而使用UDP方式不需要建立专门的虚拟连接,传输也不是很可靠,如果发送失败则客户端无法获得。

TCP协议是一种以固定连线为基础的协议,它提供两台计算机之间可靠的数据传送。而UDP无连接通信协议,它不保证可靠数据的传输,但能够向若干目标发送数据以及接收来自若干源的数据。

对于一些重要的数据,一般使用TCP 方式进行数据传输,而大量的非核心数据则通过UDP方式进行传递。使用TCP方式传递的速度稍微慢一点,而且传输时产生的数据量会比UDP大一点。