TCP/IP协议简介

本章要点

本章介绍了Internet的发展和TCP/IP协议族，介绍了路由器的功能、性能和工作原理。详细讲解了IPv4协议中的地址、子网、协议格式。介绍了ARP、RARP协议及IPv6协议。详细讲解了TCP协议中的端口的概念、TCP的特点、服务、协议格式、连接和拥塞控制。讲解了UDP协议。

通过本章的学习，能够掌握Internet核心设备路由器，掌握IP协议、TCP及UDP的工作原理。了解ARP、RARP和IPv6协议。

知识脉络图

局域网技术解决了一个小的地理范围的计算机之间信息共享的问题，即使现代高速以太网可以 覆盖一座城市，但对于人们所希望的地球村来说，还是远远不够。Internet的发展使得全世界的计算机连接在一个网络上成为现实，并且Internet和TCP/IP协议族，形成了计算机网络体系结构的一个事实上的国际标准、一个全球性的互联网络、一个国际性的Internet管理机构和几十亿的Internet网络使用者。

ARPAnet诞生的原因是冷战，比较流行的说法是，美国担心核武器可以摧毁美国的核心军事基地。它们一旦被摧毁，美国的军事防御能力就可能彻底瘫痪。因此，美国下决心要建立一个分布式网络系统，即使部分节点被摧毁，整个系统仍然可以运行。于是1969年美国国防部高级研究计划管理局（ARPA，Advanced Research Project Agency）建立了ARPAnet。最初只有四个节点，分布在洛杉矶的加利福尼亚州大学洛杉矶分校、加州大学圣巴巴拉分校、斯坦福大学、犹他州大学四所大学的四台大型计算机。之所以选择这四个节点的一个因素，是考虑到不同类型主机联网的兼容性。(www.xing528.com)

ARPAnet采用了包交换机制进行数据传输，利用了分组交换网与卫星通信网，通过专门的接口信号处理机（IMP）和专门的通信线路，相互连接把美国的几个军事及研究用电脑主机连接起来。最初是为了便于这些学校之间互相共享资源而开发的。当初，ARPAnet只连接四台主机，从军事要求上是置于美国国防部高级机密的保护之下，从技术上它还不具备向外推广的条件。

1983年，ARPA和美国国防部通信局研制成功了用于异构网络的TCP/IP协议，美国加利福尼亚伯克莱分校把该协议作为其BSD UNIX的一部分，使得该协议得以在社会上流行起来，从而诞生了真正的Internet。美国国家科学基金会NSF建立的NSFnet（ARPAnet的民用分支）于1990年6月彻底取代了ARPAnet而成为Internet的主干网。

ARPAnet最初主要是用于军事研究目的，指导思想是：网络必须经受得住故障的考验而维持正常的工作，一旦发生战争，当网络的某一部分因遭受攻击而失去工作能力时，网络的其他部分应能维持正常的通信工作。

ARPAnet在技术上的一个重大贡献是TCP/IP协议族的开发和利用。作为Internet的早期骨干网，ARPAnet的试验奠定了Internet存在和发展的基础，较好地解决了异种机网络互联的一系列理论和技术问题。

而此后，Internet的成功一方面得益于它提出的更适合于应用的网络体系结构，另一方面TCP/IP协议的合理设计也成为关键因素。