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• 精通 TCP/IP，熟练使用 Socket 进行网路编程

面试中也会经常被问到：TCP/IP 协议是什么、三次握手四次挥手等问题。

为什么它这么重要？TCP/IP 协议是互联网的基石，作者鲍勃・卡恩和文顿・格雷被并成为 “互联网之父”，30 多年过去了，它仍然是全球互联网得以稳定运行的保证。

不管你是做开发、运维还是信息安全的，TCP/IP 协议都是你绕不过去的一环，程序员需要像学会看书写字一样，学会这个技能。

今天我们就详细讲解下 TCP/IP 的各个协议。

知识点

• 域名

• 端口号

• 封装和分用

教程出自实验楼课程《TCP/IP 网络协议基础入门》。

TCP/IP 网络协议基础入门 www.shiyanlou.com/courses/98

实验简介

上世纪 70 年代，随着计算机技术的发展，计算机使用者意识到：要想发挥计算机更大的作用，就要将世界各地的计算机连接起来。但是简单的连接是远远不够的，因为计算机之间无法沟通。因此设计一种通用的 “语言” 来交流是必不可少的，这时 TCP/IP 协议就应运而生了。

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）是传输控制协议和网络协议的简称，它定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。

TCP/IP 不是一个协议，而是一个协议族的统称，里面包括了 IP 协议、ICMP 协议、TCP 协议、以及 http、ftp、pop3 协议等。网络中的计算机都采用这套协议族进行互联。

下面我们将会学习预备知识。

IP 地址

ifconfig -a

域名

常见的域名包括 com、net 和 org 三种顶级域名后缀，除此之外每个国家还有自己国家专属的域名后缀（比如我国的域名后缀为 cn）。目前经常使用的域名诸如百度（http://www.baidu.com）、Linux 组织（http://www.lwn.net）等等。

例如：

MAC 地址

端口号

服务器的默认程序一般都是通过人们所熟知的端口号来识别的。例如，对于每个 TCP/IP 实现来说，SMTP（简单邮件传输协议）服务器的 TCP 端口号都是 25，FTP（文件传输协议）服务器的 TCP 端口号都是 21，TFTP（简单文件传输协议）服务器的 UDP 端口号都是 69。任何 TCP/IP 实现所提供的服务都用众所周知的 1－1023 之间的端口号。这些人们所熟知的端口号由 Internet 端口号分配机构（Internet Assigned Numbers Authority，IANA）来管理。

常用协议对应端口号：

• SSH 22

• FTP 20 和 21

• Telnet 23

• SMTP 25

• TFTP 69

• HTTP 80

• SNMP 161

• Ping 使用 ICMP，无具体端口号

封装和分用

封装：当应用程序发送数据的时候，数据在协议层次当中自顶向下通过每一层，每一层都会对数据增加一些首部或尾部信息，这样的信息称之为协议数据单元（Protocol Data Unit，缩写为 PDU），在分层协议系统里，在指定的协议层上传送的数据单元，包含了该层的协议控制信息和用户信息。如下图所示：

• 物理层（一层）PDU 指数据位（Bit）

• 数据链路层（二层）PDU 指数据帧（Frame）

• 网络层（三层）PDU 指数据包（Packet）

• 传输层（四层）PDU 指数据段（Segment）

• 第五层以上为数据（data）

分用：当主机收到一个数据帧时，数据就从协议层底向上升，通过每一层时，检查并去掉对应层次的报文首部或尾部，与封装过程正好相反。

RFC

RFC（Request for Comment）文档是所有以太网协议的正式标准，并在其官网上面公布，由 IETF 标准协会制定。大量的 RFC 并不是正式的标准，出版的目的只是为了提供信息。RFC 的篇幅不一，从几页到几百页不等。每一种协议都用一个数字来标识，如 RFC 3720 是 iSCSI 协议的标准，数字越大意味着 RFC 的内容越新或者是对应的协议（标准）出现的比较晚。

所有的 RFC 文档都可以从网络上找到，其官网为 IETF。在网站上面可以通过分类以及搜索快速找到目标协议的 RFC 文档。目前在 IETF 网站上面的 RFC 文档有数千个，但是我们不需要全部掌握，在工作或学习中如果遇到可以找到对应的解释，理论与实际结合会有更好地效果，单纯阅读 RFC 的效果一般。