早期的電腦﹐并非如我們?nèi)粘Ｉ钪幸?jiàn)到的個(gè)人 PC 那樣細(xì)小﹔它們大都是以一個(gè)集中的中央運(yùn)算系統(tǒng)﹐用一定的線(xiàn)路與終端系統(tǒng)(輸入輸出設(shè)備)連接起來(lái)。這樣的一個(gè)連接系統(tǒng)﹐就是網(wǎng)路的最初出現(xiàn)形式。各個(gè)網(wǎng)路都使用自己的一套規(guī)則協(xié)定﹐可以說(shuō)是相互獨(dú)立的。
在 1969 年﹐為美蘇冷戰(zhàn)期間﹐美國(guó)政府機(jī)構(gòu)試圖發(fā)展出一套機(jī)制﹐用來(lái)連接各個(gè)離散的網(wǎng)路系統(tǒng)﹐以應(yīng)付戰(zhàn)爭(zhēng)危機(jī)的需求。這個(gè)計(jì)劃﹐就是由美國(guó)國(guó)防部委托 Advanced Research Project Agency 發(fā)展的 ARPANET 網(wǎng)路系統(tǒng)﹐研究當(dāng)部份電腦網(wǎng)路遭到工具而癱瘓后﹐是否能夠透過(guò)其他未癱瘓的線(xiàn)路來(lái)傳送資料。
ARPANET 的構(gòu)想和原理﹐除了研發(fā)出一套可靠的資料通訊技術(shù)外﹐還同時(shí)要兼顧跨平臺(tái)作業(yè)。后來(lái)﹐ARPANET 的實(shí)驗(yàn)非常成功﹐從而奠定了今日的網(wǎng)際網(wǎng)路模式﹐它包括了一組電腦通訊細(xì)節(jié)的網(wǎng)路標(biāo)準(zhǔn)﹐以及一組用來(lái)連接網(wǎng)路和選擇網(wǎng)路交通路徑的協(xié)定﹐就是大名鼎鼎的 TCP/IP 網(wǎng)際網(wǎng)路協(xié)定。 時(shí)至 1983 年﹐美國(guó)國(guó)防部下令用于連接長(zhǎng)距離的網(wǎng)路的電話(huà)都必須適應(yīng) TCP/IP﹐同時(shí) Defense Communication Agency (DCA) 將 ARPANET (Advanced Research Projects Agency Net)分成兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)路﹕一個(gè)用于研究用途﹐依然叫做 ARPANET﹔另一個(gè)用于軍事通訊﹐則稱(chēng)為 MILNET (Military Network)。
ARPA 后來(lái)發(fā)展出一個(gè)便宜版本﹐以鼓勵(lì)大學(xué)和研究人員來(lái)采用它的協(xié)定﹐其時(shí)正適逢大部份大學(xué)電腦學(xué)系的 UNIX 系統(tǒng)需要連接它們的區(qū)域網(wǎng)路。由于 UNIX 系統(tǒng)上面研究出來(lái)的許多抽象概念與 TCP/IP 的特性有非常高度的吻合﹐再加上設(shè)計(jì)上的公開(kāi)性﹐而導(dǎo)致其它組織也紛紛使用 TCP/IP 協(xié)定。從 1985 年開(kāi)始﹐TCP/IP 網(wǎng)路迅速擴(kuò)展至美國(guó)﹑歐洲好幾百個(gè)大學(xué)﹑政府機(jī)構(gòu)﹑研究實(shí)驗(yàn)室。它的發(fā)展大大超過(guò)了人們的預(yù)期﹐而且每年以超過(guò) 15% 的速度成長(zhǎng)﹐到了 1994 年﹐使用 TCP/IP 協(xié)定的電腦已經(jīng)超過(guò)三百萬(wàn)臺(tái)之多。及后數(shù)年﹐由于 Internet 的爆炸性成長(zhǎng)﹐TCP/IP 協(xié)定已經(jīng)成為無(wú)人不知﹑無(wú)人不用的電腦網(wǎng)路協(xié)定了。
TCP/IP 之標(biāo)準(zhǔn)制定
雖然 ARPA 計(jì)劃從 1970 年就開(kāi)始發(fā)展交換網(wǎng)路技術(shù)﹐到了 1979 年 ARPA 組織了一個(gè)委員會(huì)叫做 Initernet Control and Configuration Board (ICCB)﹐但事實(shí)上 TCP/IP 協(xié)定并不屬于某一特定廠(chǎng)商和機(jī)構(gòu)。它的標(biāo)準(zhǔn)是由 Internet Architecture Board (IAB) 所制定的。IAB 目前從屬于 The Internet Society (ISOC)﹐專(zhuān)門(mén)在技術(shù)上作監(jiān)控及協(xié)調(diào)﹐且負(fù)責(zé)最終端評(píng)估及科技監(jiān)控。 bbs.bitsCN.com中國(guó)網(wǎng)管論壇
IAB 組織除了自身的委員會(huì)之外﹐它主要包含兩個(gè)主要團(tuán)體﹕InternetResearch Task Force (IRTF) ﹐和 Internet Engineering Task Force (IETF)。這兩個(gè)團(tuán)體的職能各有不同﹐IRTF 主要致力于短期和中期的難題﹔而 IETF 則著重處理單一的特別事件﹐其下又分出許多不同題目的成員與工作小組﹐各自從事不同的研究項(xiàng)目﹐研發(fā)出網(wǎng)際網(wǎng)路的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)格。
由于 TCP/IP 技術(shù)的公開(kāi)性﹐它不屬于任何廠(chǎng)商或?qū)I(yè)協(xié)會(huì)所有﹐因此關(guān)于它的相關(guān)資訊﹐是由一個(gè)叫 Internet Network Information Center (INTERNIC) 來(lái)維護(hù)和發(fā)表﹐以及處理許多網(wǎng)路管理細(xì)節(jié)(如 DNS 等)。TCP/IP 的標(biāo)準(zhǔn)大部份都以 Request For Comment (RFC) 技術(shù)報(bào)告的形式公開(kāi)。RFC 文件包含了所有 TCP/IP 協(xié)定標(biāo)準(zhǔn)﹐以及其最新版本。RFC 所涵蓋的內(nèi)容和細(xì)節(jié)非常廣﹐也可以為新協(xié)定的標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)劃﹐但不能以學(xué)術(shù)研究論文的方式來(lái)編輯。RFC 有許多有趣且實(shí)用的資訊﹐并非僅限于正式的數(shù)據(jù)通訊協(xié)定規(guī)范而已。
RFC 在全世界很多地方都有它的復(fù)制文件﹐可以輕易透過(guò)電子郵件﹑FTP 等方式從網(wǎng)際網(wǎng)路取得。例如﹐您可以可以用 guest 的身份 FTP 至 ds.internic.net 或 ftp://nic.merit.edu/internet/documents/rfc/ 下載相關(guān)的 RFC 文件。 bitsCN~com
RFC 是依據(jù)其所寫(xiě)的時(shí)間順序來(lái)編號(hào)的﹐不過(guò) RFC1000 這份文件﹐可以用來(lái)做 RFC 文件的指引﹐卻是一個(gè)不錯(cuò)的起始點(diǎn)。閱讀及研究 RFC﹐恐怕是每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理員必不可少的題目了吧。
TCP/IP 的應(yīng)用
TCP/IP 可以用在任何互連網(wǎng)路上的通訊﹐其可行性在許多地方都已經(jīng)得到證實(shí)﹐包括了家庭﹑校園﹑公司以及全球 61 個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。例如在美國(guó)就有 National Science Foundation (NFS )﹑Department of Energy (DDE)﹑Department of Defense (DOD)﹑Health and Human Services Agency (HHS)﹐以及 National Aeronautics and Space Administration (NASA)﹐等大機(jī)構(gòu)投注了相當(dāng)大的資源來(lái)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用 TCP/IP 網(wǎng)路。
這些技術(shù)的應(yīng)用﹐讓所有與網(wǎng)路相連的研究人員能夠和全世界的同僚們共同分享資料和研究成果﹐感覺(jué)就像隔壁一樣。網(wǎng)路證明了 TCP/IP 的可行性和它優(yōu)秀的整合性﹐使之能適應(yīng)各種不同的現(xiàn)行網(wǎng)路技術(shù)。對(duì)今天的網(wǎng)路發(fā)展局面來(lái)說(shuō)﹐TCP/IP 的實(shí)作可以說(shuō)是一個(gè)卓越的成就。
TCP/IP 協(xié)定不僅成功的連接了不同網(wǎng)路﹐而且許多應(yīng)用程式和概念也是完全以 TCP/IP 協(xié)定為基礎(chǔ)發(fā)展出來(lái)，從而讓不同的廠(chǎng)商能夠忽略硬體結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)出共同的應(yīng)用程式﹐例如今天應(yīng)用廣泛的 WWW﹑E-MAIL﹑FTP﹑DNS 服務(wù)等等。
TCP/IP 的特性
對(duì)于一個(gè)電子郵件的使用者來(lái)說(shuō)﹐他無(wú)需透徹了解 TCP/IP 這個(gè)協(xié)定﹔但對(duì)于 TCP/IP 程式人員和網(wǎng)路管理人員來(lái)說(shuō)﹐TCP/IP 的一些特性卻是不能忽略的﹕
· Connectionless Packet Delivery Service
它是其它網(wǎng)路服務(wù)的基礎(chǔ)﹐幾乎所有封包交換網(wǎng)路都提供這種服務(wù)。TCP/IP 是根據(jù)信息中所含的位址資料來(lái)進(jìn)行資料傳送﹐它不能確保每個(gè)獨(dú)立路由的封包是可靠和依序的送達(dá)目的地。在每一個(gè)連線(xiàn)過(guò)程中﹐線(xiàn)路都不是被“獨(dú)占”的﹐而是直接映對(duì)到硬體位址上﹐因此特別有效。更重要的是﹐此種封包交換方式的傳送﹐使得 TCP/IP 能適應(yīng)各種不同的網(wǎng)路硬體。
· Reliable Stream Transport Service
因?yàn)榉獍粨Q并不能確保每一個(gè)封包的可靠性﹐因此我們就需要通訊軟體來(lái)自動(dòng)偵測(cè)和修復(fù)傳送過(guò)程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤﹐和處理不良的封包。這種服務(wù)就是用來(lái)確保電腦程式之間能夠建立連接和傳送大量資料。關(guān)鍵的技術(shù)是將資料流進(jìn)行切割﹐然后編號(hào)傳送﹐然后透過(guò)接收方的確認(rèn)(acknowledgement)來(lái)保證資料的完整性。
· Network Technology Independent
在封包交換技術(shù)中﹐TCP/IP 是獨(dú)立與硬體之上的。TCP/IP 有自己的一套資料包規(guī)則和定義﹐能應(yīng)用在不同的網(wǎng)路之上。
· Universal Interconnection
只要電腦用 TCP/IP 連接網(wǎng)路﹐都將獲得一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的識(shí)別位址。資料包在交換的過(guò)程中﹐是以位址資料為依據(jù)的﹐不管封包所經(jīng)過(guò)的路由之選擇如何﹐資料都能被送達(dá)指定的位址。
· End-to-End Acknowledgements
TCP/IP 的確認(rèn)模式是以“端到端”進(jìn)行的。這樣就無(wú)需理會(huì)封包交換過(guò)程中所參與的其它設(shè)備﹐發(fā)送端和接收端能相互確認(rèn)才是我們關(guān)心得。
· Application Protocol Standards
TCP/IP 除了提供基礎(chǔ)的傳送服務(wù)﹐它還提供許多一般應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)﹐讓程式設(shè)計(jì)人員更有標(biāo)準(zhǔn)可依﹐而且也節(jié)省了許多不必要的重復(fù)開(kāi)發(fā)。
正式由于 TCP/IP 具備了以上那些有利特性﹐才使得它在眾多的網(wǎng)路連接協(xié)定中脫穎而出﹐成為大家喜愛(ài)和愿意遵守的標(biāo)準(zhǔn)。
TCP/IP 在網(wǎng)路中所扮演的角色
TCP/IP 的全稱(chēng)是 Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP)﹐當(dāng)初是用來(lái)配合 ARPANET 來(lái)處理不同硬體之間的連接問(wèn)題的﹐比如Sun系統(tǒng)和Mainframe﹑Mainframe和個(gè)人電腦之間的連接。
Internet Protocol (IP) 工作于網(wǎng)路層﹐它提供了一套標(biāo)準(zhǔn)讓不同的網(wǎng)路有規(guī)則可循﹐當(dāng)然﹐前提是您想使用 IP 從一個(gè)網(wǎng)路將封包路由到另一個(gè)網(wǎng)路。IP 在設(shè)計(jì)上是用來(lái)在 LAN 和 LAN 及 P C 和 PC 之間進(jìn)行傳輸﹐每一臺(tái) PC 或每一個(gè) LAN﹐都可以由一組 IP 位址來(lái)區(qū)分。一個(gè) IP 位址的格式是四個(gè)用小數(shù)點(diǎn)( . ) 分隔開(kāi)來(lái)的十進(jìn)位數(shù)字﹐每各數(shù)值介乎于 0 到 255 之間。實(shí)實(shí)上，每一組數(shù)字﹐在 IP 位址中是以 “Octet”的格式承現(xiàn)的，也就是完整的 8 個(gè) bit 。我們會(huì)在后面的「網(wǎng)際網(wǎng)路層」中詳細(xì)講解 IP 位址的所包含的信息和功用。
您可以把 IP 看成是游戲規(guī)則﹐而 TCP 則用來(lái)詮釋這些規(guī)則的﹐更準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)﹐TCP 在 IP 的基礎(chǔ)之上﹐解釋了參與通訊的雙方是如何透過(guò) IP 進(jìn)行資料傳送的。TCP 提供了一套協(xié)定﹐能夠?qū)㈦娔X之間使用的資料透過(guò)網(wǎng)路相互傳送﹐同時(shí)也提供一套機(jī)制來(lái)確保資料傳送的準(zhǔn)確性和連續(xù)性。
雖然 TCP/IP 原先是專(zhuān)門(mén)為幾所大學(xué)和機(jī)構(gòu)的使用而設(shè)計(jì)的﹐但現(xiàn)在TCP/IP已經(jīng)成為最流行的通訊協(xié)定了﹐我們使用的Internet就是用TCP/IP來(lái)傳送封包的。
習(xí)題﹕
1. 簡(jiǎn)單描述 TCP/IP 協(xié)定的起源。
2. 制定 TCP/IP 標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)有哪些﹖
3. RFC 的全稱(chēng)是什么﹖有何作用﹖請(qǐng)嘗試到 Internet 上下載 RFC 資料。
4. 簡(jiǎn)述 TCP/IP 協(xié)定的特性。
5. TCP 和 IP 各代表什么協(xié)定﹖它們的功能是什么﹖
