序
我計劃開發一個系列專欄，将自己在網絡方面的積累完善成一個系列知識，讓讀者的監督和拍磚督促自己并提高自己。如果在讀本人的系列文章得到些許收獲，那對我來說是更大的收獲。 本系列的閱讀應該不分先後，找自己感興趣的話題閱讀即可。我盡量加入實際案例，并結合網絡知識進行闡述，希望能夠更加易于閱讀。本系列的核心工作是講述TCP/IP四層協定，是以重中之重是闡述TCP協定。
網絡協定基礎
如果大學開設《計算機網絡》課程的同學，一定聽說過OSI 7層網絡模型。底層協定為上層協定提供基礎服務，底層協定封裝醜陋的細節，以優雅的接口展示出來。 這就是典型的程式設計思路，抽象。也是協定需要分層次的主要目的之一，我想另一個目的是降低實作的複雜度，讓每一層隻關心該層次的問題。如果一個簡單1+1算法恐怕無需勞師動衆，可想而知，網絡通訊需要設計OSI 7層模型，一定是複雜無比的工程。 首先必須認識到網絡的複雜，其次應該懷有一定目的了解網絡協定，是以在戰略上藐視對方，戰術上重視對方，可以說我們需要打赢一場局部戰争。讓你了解的知識為你所用即可。
OSI七層網絡模型
OSI(Open System Interconnection)全稱開放式系統互聯參考模型。 ISO(International Organization for Standardization)全稱國際标準化組織 也有人說ISO七層次網絡模型，都是說一回事，了解為ISO這個組織制定了OSI這樣的七層網絡模型。
OSI七層模型從下至上依次為：實體層、資料鍊路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。
OSI是标準委員會推選的網絡模型，但是由于層次過于複雜目前卻未被實作，典型的作業系統BSD實作了TCP/IP四層網絡模型。之後越來越多的作業系統廠商都是以TCP/IP四層網絡模型為藍本進行實作，是以工業界的标準就是TCP/IP四層網絡模型。
TCP/IP四層網絡模型
TCP/IP模型并不是自立門戶，推翻OSI的七層網絡模型另起鍋竈，而是将OSI的七層模型進行簡化至四層。我們看下兩種模型的對照圖。
TCP/IP模型從下至上依次為：鍊路層、網絡層、傳輸層、應用層。
簡單描述兩者的差別，OSI模型的網絡層、傳輸層和TCP/IP模型一緻。OSI模型的實體層、鍊路層對應TCP/IP模型的鍊路層。OSI模型的會話層、表示層、應用層對應TCP/IP模型的應用層。
可以說TCP/IP簡化的實體層和應用層，譬如HTTP協定屬于應用層協定，但是HTTP協定裡定義了會話的概念，是以是TCP/IP協定應用層有實作OSI定義的會話層。而作業系統提供者無需實作應用層，是以作業系統網絡協定棧隻需要關心鍊路層、網絡層、傳輸層的實作即可。如此TCP/IP協定大大降低作業系統協定棧的實作複雜度。是以也受到各個作業系統廠家的認同。
至此，後續我們所描述的各個層次和各種協定都是基于TCP/IP四層模型，因為它是實際工業标準，也在真實發揮着作用。
TCP/IP協定族
鍊路層
資料機關： Frame (幀） 典型協定： 以太網協定（RFC 894） 這個不用說，大家天天在用的以太網的協定。
ARP/RARP （Address Resolution Protocol）/ (Reverse Address Resolution Protocol) 位址解析協定與逆位址解析協定。
SLIP協定（Serial Line Internet Protocol）
串行線路國家标準。
PPP協定 (Port to Port Protocol) 點對點協定，常用PPPoe（PPP over Ethernet），撥号上網使用者會用到。
LO（Loopback Interface) 環回接口，支援一台實體機上的程序通過Socket通信。常用程序通信方式。
PPTP/L2TP協定 （Point to Point Tunneling Protocol）/ (Layer 2 Tunneling Protocol)
使用VPN時候會經常用到。
不常見的協定： X.25,LAP-B,IEEE 802(RFC 1042)
重要概念： MTU（最大傳輸單元） 可以認為每個Frame的最大Bit資料，協定邏輯限制而非實體限制，限制是為了提高傳輸效率。
網絡層
資料機關：Packet (包） 典型協定： IP協定（Internet Protocol） 網際協定/網際網路協定。基礎協定。
ICMP協定 （Internet Control Message Protocol） Internet控制封包協定。常用的ping,traceroute指令就是基于該協定。
IGMP協定 (Internet Group Management Protocol) Internet組管理協定。多點傳播場景會使用到。
重要概念： 子網：網絡組網的基礎，路由的基礎。 IP路由：網絡傳輸的路由機制。 NAT: 區域網路基礎。
傳輸層
資料機關： Segment (段） 典型協定： UDP (User Datagram Protocol) 使用者資料報協定。基礎協定。
TCP(Transmission Control Protocol ) 傳輸控制協定。基礎協定。
SCTP(Stream Control Transmission Protocol)
流控制傳輸協定。
應用層
資料機關： Data（資料）
典型協定：
HTTP、FTP、DNS、SMTP、TELNET、NTP等等。
我所接觸的其他協定：
SIP、RTP、RTCP、RTSP、DDNS、UPNP等等。
小結
計算機網絡是一個生态系統，不僅需要硬體和軟體的結合，還需要各種配套。如果從程式員角度來看，需要硬體工程師設計網絡硬體，驅動工程師開發網絡驅動，作業系統工程師開發網絡協定棧、上層軟體工程師開發出應用層服務。 我本着知識為我所有的态度，盡可能的将自己的些許了解闡述出來。以計算機網絡協定為半徑，直指網絡核心TCP/IP圓心，并不涉獵整個計算機網絡體系，而側重計算機網絡協定。
參考
《TCP/IP詳解-協定》卷一 W.Richard Stevens
修訂
初稿 2014-10-12 Simon