网络通讯协议TCP/IP (互联网关键技术之一)

　　TCP/IP是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写，翻译为传输控制协议/网络互联协议，又名网络通讯协议，是互联网最基本的协议、网际互联的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP协议定义了电子设备如何接入互联网，以及数据如何在它们之间传输。

　　TCP/IP协议由鲍勃·康(Roberts B. Kahn)和文顿·瑟夫(Vinton G. Cerf)共同发明。1973年，文顿·瑟夫和鲍勃·康为了解决如何将阿帕网和另外两个已有的网络相连接，尤其是连接卫星网络(SAT NET)和基于夏威夷的分组业务的ALOHA网，瑟夫设计了新的计算机交流协议，最后被称为传送控制协议/网络互联协议(TCP/IP)。由于他们在设计和实施互联网基础通讯协议方面的先驱性成就，2001年，美国工程院于授予二人德雷珀奖;2005年2月，国际计算机协会(ACM)宣布二人为A.M.图灵奖获得者;2005年9月，康和瑟夫被授予总统自由勋章。

　　1969年9月，第一代互联网阿帕网诞生后，由于当时的接口信号处理机(IMP)没有一个明确的规定来告知何时为信号打开通信通道，何时关闭信号通道，康和瑟夫于1970年12月制定出最初的通信协议——网络控制协议(NCP)。第一代的NCP协议并没有很好地解决上述问题，1973年，在深入分析NCP协议的各个细节后，他们发明了开放系统下的传输控制协议(TCP)和网络互联协议(IP)。1974年12月，第一份TCP协议详细说明正式发表。1984年，美国国防部将TCP/IP作为计算机网络的标准，上世纪90年代中期是TCP/IP蓬勃发展的时期。

　　TCP/IP的参考模型是一个抽象的分层模型，其参考模型与国际标准化组织提出的7层ISO模型相似。在这个模型中，TCP/IP网络协议被分为四层，从下而上分别是：网络接口层、网络互连层、传输层和应用层。网络接口层：对实际的网络数据进行管理，定义如何使用实际网络来传送数据。网络互连层是整个系统的关键部分，主要负责提供基本数据封包传送功能，让每个数据包均能到达目的主机，该层使用网络互联协议(IP)。传输层：提供节点间的数据传送服务，给数据包加入传输数据并把其传输到下一层，此层负责传送数据并确定数据被送达并接收，在这一层定义了两个端到端的协议——传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。应用层：该层为应用程序间的沟通层，包含所有高层协议，如电子邮件传输协议(SMTP)、文件传输(FTP)、虚拟终端协议(TELNET)等。

　　TCP/IP协议不依赖于任何特定的计算机硬件、操作系统和特定的网络传输硬件，所以该协议能够用于各种各样的网络，成为一种联合各种硬件、软件的实用系统。统一分配的网络地址使得TCP/IP协议下的设备在网络中具有唯一地址。标准化的高层协议，可以提供开放的协议标准和多种可靠的用户服务。

　　关于IP协议中地址为32位的设计，本主编在2012年5月曾当面请教瑟夫教授，瑟夫教授说，用今天的眼光看，当时的阿帕网和其他几个网络都是规模很小的网络，很多属于实验性网络，当时我们并不认为当年的网络规模小，以为32位的IP地址已经是天文数字，足以满足所有网络和发展需要，但是没想到互联网的发展远远超出了我们当时的想象，现在已经开始采用128位的IPv6地址，也许以后还会出现IPv8。

　　TCP/IP协议具有很强的稳定性，即使遭到核攻击而破坏大部分网络，其仍然可以维持有效通信。TCP/IP同时具备了可扩展性和可靠性的需求，但不幸的是它牺牲了速度与效率。TCP/IP的缺点还包括：1)它在服务、接口与协议上区别的不是很清楚，因此其参考模型只是一个抽象分层模型。2)网络接口层并非实际定义的一层，一个好的模型应该将物理层与数据链路层分开，而TCP/IP参考模型没有做到这一点。(2017-02-24)