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TCP/IP究竟是什么?

TCP/IP究竟是什么?

作者: 晨雨微风 | 来源:发表于2019-11-14 19:06 被阅读0次

TCP/IP协议,一个大家耳熟能详的名字,今天就让我们来了解下,它究竟是什么。

首先,我们来看下,TCP/IP协议诞生的背景。

很多技术的突破和爆发,都是来自于军事领域的需求,TCP/IP协议也不例外。

60年代初,美苏冷战状态升温,在这种情况下,“实验室冷战”开始了,人们认为,能否保持科学技术上的领先地位,将决定战争的胜负。

以美国国防部为中心的组织认为新的通信技术对于国防军事有着举足轻重的作用。

而当时,网络的概念还主要是基于电话网络,每次通信,都需要将通信双方物理线路连接起来,提供这次通信服务,因为使用的是电路信号进行数据传输,所以独占该线路,其他通信请求无法使用。

比如说,李云龙在延安给在南京的楚云飞(6333)打电话,李云龙在拨完6333后,就等待电信局将电话接通,也就是将两地之间的线路连接。

通俗的说,就是电信局在李云龙跟楚云飞之间拉一根电话线,这根电话线只供李云龙和楚云飞这次通话使用。

电话网络的示意图如下:

容灾性极弱的中央集中式网络

如图,就是基本的电话网络结构,最初的电话网络,是由接线员手工的在节点的插入槽和输出槽中插入一层跳接电缆,完成连接的建立,之后演进为为通过自动化交换设备来替代接线员的工作。

从上图可以看出,一旦交叉节点(中心节点)被破坏,将会导致众多的通信链路不可用。

于是该组织开始致力于设计一个分散的由迂回路线组成的通信系统,以实现当部分节点被摧毁后,其他点仍能正常通信的目的。

迂回网络的示意图如下:

容灾性较强的迂回式网络

从上图可看出,即便是部分中心节点被破坏,仍能够通过迂回的方式,通过其他的节点实现两地的通信。

而要实现以上的迂回式网络,传统的电话网络的电路交换方案(用电路信号传输数据)就不适用了,因为电路交换,是先确定并连通一条完成的链路,然后在这条链路上进行数据通信,这也意味着,当链路中某个节点被破坏后,他的通信过程将会被立即中断且无法恢复,即便是有其他的备用节点线路,但也只能重新建立新的连接后,才可使用。

在这种背景下,分组交换也就是包交换的技术诞生了。

该技术,将要传输的数据,划分为多个数据包,每个数据包附上该次请求的相关信息,然后以数据包的形式,在链中传路输。

这样,有两个很明显的好处:

一是,即便是某个中间节点被破坏,下一个数据包可以自动绕过该节点,走其他的迂回链路,不会造成通信的中断;

二是,通过数据包的形式,每个请求的数据包都在链路交换节点进行队列等待,可以实现链路的复用,即一条链路可以同时承载多个通信,极大地提高了通信线路的利用率。

电路交换与分组交换原理示意图

如上图所示,就是电话网络所用的电路交换与分组交换在建立连接以及数据传输中的区别。

可以看到,电路交换,在呼叫请求建立连接时耗时会很长,但一旦建立连接后,之后的信息传输是非常快的。而分组交换,则会产生包传递延迟,但相对的,提高了线路的利用率且有容错机制,通信更有保障。

那,上面说了这么多,这跟tcp/ip协议有什么关系呢?

首先,我们需要了解,什么是协议?

简单来说,协议就是计算机与计算机之间通过网络实现通信时事先达成的一种约定,而tcp/ip协议,就是为了通过分组交换技术实现通信,计算机之间必须要遵守的一套规范。

可以说,tcp/ip协议是在分组交换技术诞生的基础之上,约定的一种规范,只有通信双方都遵守约定的规范,也就是tcp/ip协议,才能够实现分组交换技术的数据包能够正常的来往计算机之间并能够相互解读。

而这就是tcp/ip协议诞生的背景。

至于说,为什么叫做tcp/ip协议呢?这是因为,约定的这套规范里,最核心的两个协议就tcp协议以及ip协议,但tcp/ip协议并不只是包含这两种协议,它代表的是,利用IP进行通信时所必须要的协议群的统称。

具体来说,IP或ICMP、TCP或UDP、TELNET或FTP、以及HTTP等都属于TCP/IP协议,都是互联网必不可少的组成部分,下图是一些比较重要的协议 ,当然,还有很多协议没有列出来。

TCP/IP协议群

以上,就是关于tcp/ip协议其整个诞生的背景以及大体的介绍,知其然,然后知其所以然,追根溯底能够让我们对之后tcp/ip协议有更深的理解与掌握。

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