前言:

• 精通 TCP/IP，熟練使用 Socket 進行網路編程。

看到這句話，有沒有感到很熟悉呀？相信很多人在投遞簡歷的時候都看到過這條要求，很多人會覺得我們在實際開發中一般用不到這些知識，所以對這些東西不屑一顧.

但是筆者認為想要做出更好的 APP,那麼對這些基礎知識必須要有一定的瞭解，這樣你才能考慮得更加全面和完善，下面就讓我們一起來了解一下，什麼是 TCP/IP.

1.什麼是 TCP/IP?

TCP/IP 是一類協議系統，它是用於網絡通信的一套協議集合．

傳統上來說 TCP/IP 被認為是一個四層協議

1) 網絡接口層:

主要是指物理層次的一些接口,比如電纜等．

2) 網絡層:

提供獨立於硬件的邏輯尋址,實現物理地址與邏輯地址的轉換．

在 TCP / IP 協議族中，網絡層協議包括 IP 協議（網際協議），ICMP 協議（ Internet 互聯網控制報文協議），以及 IGMP 協議（ Internet 組管理協議）.

3) 傳輸層:

為網絡提供了流量控制,錯誤控制和確認服務.

在　TCP / IP　協議族中有兩個互不相同的傳輸協議： TCP（傳輸控制協議）和 UDP（用戶數據報協議）.

4) 應用層:

為網絡排錯,文件傳輸,遠程控制和　Internet 操作提供具體的應用程序

2.數據包

在 TCP / IP　協議中數據先由上往下將數據裝包，然後由下往上拆包

在裝包的時候，每一層都會增加一些信息用於傳輸，這部分信息就叫報頭，當上層的數據到達本層的時候，會將數據加上本層的報頭打包在一起，繼續往下傳遞．

在拆包的時候，每一層將本層需要的報頭讀取後，就將剩下的數據往上傳．

這個過程有點像俄羅斯套娃，所以有時候人們也會用俄羅斯套娃來形容這個過程.

3.網絡接口層

4.網絡層

前面有提到，網絡層主要就是做物理地址與邏輯地址之間的轉換．

目前市場上應用的最多的是 32 位二進制的 IPv4 ,因為 IPv4 的地址已經不夠用了，所以 128 位二進制的 IPv6 應用越來越廣泛了(但是下面的介紹都是基於 IPv4 進行的)

1) IP:

TCP/IP 協議網絡上的每一個網絡適配器都有一個唯一的 IP 地址.

IP 地址是一個 32 位的地址,這個地址通常分成 4 端，每 8 個二進制為一段，但是為了方便閱讀，通常會將每段都轉換為十進制來顯示，比如大家非常熟悉的 192.168.0.1

IP 地址分為兩個部分：

• 網絡 ID
• 主機 ID

但是具體哪部分屬於網絡 ID,哪些屬於主機 ID 並沒有規定.

因為有些網絡是需要很多主機的，這樣的話代表主機 ID 的部分就要更多，但是有些網絡需要的主機很少，這樣主機 ID 的部分就應該少一些.

絕大部分 IP 地址屬於以下幾類

• A 類地址：IP 地址的前 8 位代表網絡 ID ，後 24 位代表主機 ＩＤ。
• B 類地址：IP 地址的前 16 位代表網絡 ID ，後 16 位代表主機 ＩＤ。
• C 類地址：IP 地址的前 24 位代表網絡 ID ，後 8 位代表主機 ＩＤ。

這裡能夠很明顯的看出 A 類地址能夠提供出的網絡 ID 較少，但是每個網絡可以擁有非常多的主機

但是我們怎麼才能看出一個 IP 地址到底是哪類地址呢？

• 如果 32 位的 IP 地址以 0 開頭，那麼它就是一個 A 類地址。
• 如果 32 位的 IP 地址以 10 開頭，那麼它就是一個 B 類地址。
• 如果 32 位的 IP 地址以 110 開頭，那麼它就是一個 C 類地址。

那麼轉化為十進制（四段）的話，我們就能以第一段中的十進制數來區分 IP 地址到底是哪類地址了。

注意：

• 十進制第一段大於 223 的屬於 D 類和 E 類地址，這兩類比較特殊也不常見，這裡就不做詳解介紹了。
• 每一類都有一些排除地址，這些地址並不屬於該類，他們是在一些特殊情況使用地址（後面會介紹）
• 除了這樣的方式來劃分網絡，我們還可以把每個網絡劃分為更小的網絡塊，稱之為子網（後面會介紹）

全是 0 的主機 ID 代表網絡本身，比如說 IP 地址為 130.100.0.0 指的是網絡 ID 為130.100 的 B 類地址。

全是 1 的主機 ID 代表廣播，是用於向該網絡中的全部主機方法消息的。 IP 地址為 130.100.255.255 就是網絡 ID 為 130.100 網絡的廣播地址（二進制 IP 地址中全是 1 ，轉換為十進制就是 255 ）

以十進制 127 開頭的地址都是環回地址。目的地址是環回地址的消息，其實是由本地發送和接收的。主要是用於測試 TCP/IP 軟件是否正常工作。我們用 ping 功能的時候，一般用的環回地址是 127.0.0.1

2)地址解析協議 ARP

簡單的來說 ARP 的作用就是把 IP 地址映射為物理地址，而與之相反的 RARP（逆向 ARP）就是將物理地址映射為 IP 地址。

3)子網

前面提到了 IP 地址的分類，但是對於 A 類和 B 類地址來說，每個網絡下的主機數量太多了，那麼網絡的傳輸會變得很低效，並且很不靈活。比如說 IP地址為 100.0.0.0 的 A 類地址，這個網絡下的主機數量超過了 1600 萬臺。

所以子網掩碼的出現就是為了解決這樣的問題。

我們先回顧一下之前如何區分主機 IP 和網絡 IP 的。

以 A 類地址 99.10.10.10 為例，前 8 位是網絡 IP ，後 24 位是主機 IP 。（如下圖）

子網掩碼也是一個 32 為的二進制數，也可以用四個十進制數來分段，他的每一位對應著 IP 地址的相應位置，數值為 1 時代表的是非主機位，數值為 0 時代表是主機位。

由表格可以很清晰的看出，網絡 IP 仍是由之前的分類來決定到底是多少位，主機 IP 則是由子網掩碼值為 0 的位數來決定，剩下的則是子網 IP

5 傳輸層

傳輸層提供了兩種到達目標網絡的方式

• 傳輸控制協議（TCP）：提供了完善的錯誤控制和流量控制，能夠確保數據正常傳輸，是一個面向連接的協議。
• 用戶數據報協議（UDP）：只提供了基本的錯誤檢測，是一個無連接的協議。

特點：

1）UDP：

• 把數據打包
• 數據大小有限制（64k）
• 不建立連接
• 速度快，但可靠性低

2）TCP：

• 建立連接通道
• 數據大小無限制
• 速度慢，但是可靠性高

由於傳輸層涉及的東西比較多，比如端口，Socket等，都是我們做移動開發需要了解的，之後的文章中我們再具體做介紹，這裡就不講解了。

6 應用層

應用層做為 TCP/IP 協議的最高層級，對於我們移動開發來說，是接觸最多的。

運行在TCP協議上的協議：

• HTTP（Hypertext Transfer Protocol，超文本傳輸協議），主要用於普通瀏覽。
• HTTPS（Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer, or HTTP over SSL，安全超文本傳輸協議）,HTTP協議的安全版本。
• FTP（File Transfer Protocol，文件傳輸協議），由名知義，用於文件傳輸。
• POP3（Post Office Protocol, version 3，郵局協議），收郵件用。
• SMTP（Simple Mail Transfer Protocol，簡單郵件傳輸協議），用來發送電子郵件。
• TELNET（Teletype over the Network，網絡電傳），通過一個終端（terminal）登陸到網絡。
• SSH（Secure Shell，用於替代安全性差的TELNET），用於加密安全登陸用。

運行在UDP協議上的協議：

• BOOTP（Boot Protocol，啟動協議），應用於無盤設備。
• NTP（Network Time Protocol，網絡時間協議），用於網絡同步。
• DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，動態主機配置協議），動態配置IP地址。

其他：

• DNS（Domain Name Service，域名服務），用於完成地址查找，郵件轉發等工作（運行在TCP和UDP協議上）。
• ECHO（Echo Protocol，迴繞協議），用於查錯及測量應答時間（運行在TCP和UDP協議上）。
• SNMP（Simple Network Management Protocol，簡單網絡管理協議），用於網絡信息的收集和網絡管理。
• ARP（Address Resolution Protocol，地址解析協議），用於動態解析以太網硬件的地址。

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