在我們接觸網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的時(shí)候，最先開(kāi)始就應(yīng)開(kāi)了解TCP IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。為什么這么說(shuō)呢？因?yàn)門(mén)CP IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中最為基礎(chǔ)的協(xié)議，它之中也包含了我們常用的一些應(yīng)用協(xié)議，現(xiàn)在就讓我們來(lái)一起認(rèn)識(shí)一下它吧。

一、認(rèn)識(shí)TCP IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（簡(jiǎn)述TCP IP協(xié)議）

TCP IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol的簡(jiǎn)寫(xiě),中文譯名為傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）協(xié)議是Internet最基本的協(xié)議,簡(jiǎn)單地說(shuō),就是由底層的IP協(xié)議和TCP協(xié)議組成的.

在Internet沒(méi)有形成之前,各個(gè)地方已經(jīng)建立了很多小型的網(wǎng)絡(luò),稱(chēng)為局域網(wǎng),Internet的中文意義是"網(wǎng)際網(wǎng)",它實(shí)際上就是將全球各地的局域網(wǎng)連接起來(lái)而形成的一個(gè)"網(wǎng)之間的網(wǎng)（即網(wǎng)際網(wǎng)）".然而,在連接之前的各式各樣的局域網(wǎng)卻存在不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸規(guī)則,將這些小網(wǎng)連接起來(lái)后各網(wǎng)之間要通過(guò)什么樣的規(guī)則來(lái)傳輸數(shù)據(jù)呢?這就象世界上有很多個(gè)國(guó)家,各個(gè)國(guó)家的人說(shuō)各自的語(yǔ)言,世界上任意兩個(gè)人要怎樣才能互相溝通呢?如果全世界的人都能夠說(shuō)同一種語(yǔ)言（即世界語(yǔ)）,這個(gè)問(wèn)題不就解決了嗎?TCP IP協(xié)議正是Internet上的"世界語(yǔ)".

TCP IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的開(kāi)發(fā)工作始于70年代,是用于互聯(lián)網(wǎng)的第一套協(xié)議.

二、什么是TCP IP協(xié)議（詳述TCP IP協(xié)議）

這里簡(jiǎn)要介紹一下TCP IP的內(nèi)部結(jié)構(gòu),為討論與互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的安全問(wèn)題打點(diǎn)基礎(chǔ).TCP IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組之所以流行,部分原因是因?yàn)樗梢杂迷诟鞣N各樣的信道和底層協(xié)議（例如T1和X.25、以太網(wǎng)以及RS-232串行接口）之上.確切地說(shuō),TCP IP協(xié)議是一組包括TCP協(xié)議和IP協(xié)議,UDP（User Datagram Protocol）協(xié)議、ICMP（Internet Control Message Protocol）協(xié)議和其他一些協(xié)議的協(xié)議組.

1. TCP IP整體構(gòu)架概述

TCP IP協(xié)議并不完全符合OSI的七層參考模型.傳統(tǒng)的開(kāi)放式系統(tǒng)互連參考模型,是一種通信協(xié)議的7層抽象的參考模型,其中每一層執(zhí)行某一特定任務(wù).該模型的目的是使各種硬件在相同的層次上相互通信.這7層是:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)路層、傳輸層、話(huà)路層、表示層和應(yīng)用層.而TCP IP通訊協(xié)議采用了4層的層級(jí)結(jié)構(gòu),每一層都呼叫它的下一層所提供的網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成自己的需求.這4層分別為:

應(yīng)用層:應(yīng)用程序間溝通的層,如簡(jiǎn)單電子郵件傳輸（SMTP）、文件傳輸協(xié)議（FTP）、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)協(xié)議（Telnet）等.

傳輸層:在此層中,它提供了節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳送服務(wù),如傳輸控制協(xié)議（TCP）、用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）等,TCP和UDP給數(shù)據(jù)包加入傳輸數(shù)據(jù)并把它傳輸?shù)较乱粚又?這一層負(fù)責(zé)傳送數(shù)據(jù),并且確定數(shù)據(jù)已被送達(dá)并接收.

互連網(wǎng)絡(luò)層:負(fù)責(zé)提供基本的數(shù)據(jù)封包傳送功能,讓每一塊數(shù)據(jù)包都能夠到達(dá)目的主機(jī)（但不檢查是否被正確接收）,如網(wǎng)際協(xié)議（IP）.

網(wǎng)絡(luò)接口層:對(duì)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)媒體的管理,定義如何使用實(shí)際網(wǎng)絡(luò)（如Ethernet、Serial Line等）來(lái)傳送數(shù)據(jù).

2. TCP IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

以下簡(jiǎn)單介紹TCP IP中的協(xié)議都具備什么樣的功能,都是如何工作的:

IP

網(wǎng)際協(xié)議IP是TCP IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的心臟,也是網(wǎng)絡(luò)層中最重要的協(xié)議.

IP層接收由更低層（網(wǎng)絡(luò)接口層例如以太網(wǎng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序）發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)包,并把該數(shù)據(jù)包發(fā)送到更高層---TCP或UDP層;相反,IP層也把從TCP或UDP層接收來(lái)的數(shù)據(jù)包傳送到更低層.IP數(shù)據(jù)包是不可靠的,因?yàn)镮P并沒(méi)有做任何事情來(lái)確認(rèn)數(shù)據(jù)包是按順序發(fā)送的或者沒(méi)有被破壞.IP數(shù)據(jù)包中含有發(fā)送它的主機(jī)的地址（源地址）和接收它的主機(jī)的地址（目的地址）.

高層的TCP和UDP服務(wù)在接收數(shù)據(jù)包時(shí),通常假設(shè)包中的源地址是有效的.也可以這樣說(shuō),IP地址形成了許多服務(wù)的認(rèn)證基礎(chǔ),這些服務(wù)相信數(shù)據(jù)包是從一個(gè)有效的主機(jī)發(fā)送來(lái)的.IP確認(rèn)包含一個(gè)選項(xiàng),叫作IP source routing,可以用來(lái)指定一條源地址和目的地址之間的直接路徑.對(duì)于一些TCP和UDP的服務(wù)來(lái)說(shuō),使用了該選項(xiàng)的IP包好象是從路徑上的最后一個(gè)系統(tǒng)傳遞過(guò)來(lái)的,而不是來(lái)自于它的真實(shí)地點(diǎn).這個(gè)選項(xiàng)是為了測(cè)試而存在的,說(shuō)明了它可以被用來(lái)欺騙系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行平常是被禁止的連接.那么,許多依靠IP源地址做確認(rèn)的服務(wù)將產(chǎn)生問(wèn)題并且會(huì)被非法入侵.

TCP

如果IP數(shù)據(jù)包中有已經(jīng)封好的TCP數(shù)據(jù)包,那么IP將把它們向'上'傳送到TCP層.TCP將包排序并進(jìn)行錯(cuò)誤檢查,同時(shí)實(shí)現(xiàn)虛電路間的連接.TCP數(shù)據(jù)包中包括序號(hào)和確認(rèn),所以未按照順序收到的包可以被排序,而損壞的包可以被重傳.

TCP將它的信息送到更高層的應(yīng)用程序,例如Telnet的服務(wù)程序和客戶(hù)程序.應(yīng)用程序輪流將信息送回TCP層,TCP層便將它們向下傳送到IP層,設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和物理介質(zhì),最后到接收方.

面向連接的服務(wù)（例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP）需要高度的可靠性,所以它們使用了TCP.DNS在某些情況下使用TCP（發(fā)送和接收域名數(shù)據(jù)庫(kù)）,但使用UDP傳送有關(guān)單個(gè)主機(jī)的信息.

UDP

UDP與TCP位于同一層,但對(duì)于數(shù)據(jù)包的順序錯(cuò)誤或重發(fā).因此,UDP不被應(yīng)用于那些使用虛電路的面向連接的服務(wù),UDP主要用于那些面向查詢(xún)---應(yīng)答的服務(wù),例如NFS.相對(duì)于FTP或Telnet,這些服務(wù)需要交換的信息量較小.使用UDP的服務(wù)包括NTP（網(wǎng)落時(shí)間協(xié)議）和DNS（DNS也使用TCP）.

欺騙UDP包比欺騙TCP包更容易,因?yàn)閁DP沒(méi)有建立初始化連接（也可以稱(chēng)為握手）（因?yàn)樵趦蓚€(gè)系統(tǒng)間沒(méi)有虛電路）,也就是說(shuō),與UDP相關(guān)的服務(wù)面臨著更大的危險(xiǎn).

ICMP

ICMP與IP位于同一層,它被用來(lái)傳送IP的的控制信息.它主要是用來(lái)提供有關(guān)通向目的地址的路徑信息.ICMP的'Redirect'信息通知主機(jī)通向其他系統(tǒng)的更準(zhǔn)確的路徑,而'Unreachable'信息則指出路徑有問(wèn)題.另外,如果路徑不可用了,ICMP可以使TCP連接'體面地'終止.PING是最常用的基于ICMP的服務(wù).

TCP和UDP的端口結(jié)構(gòu)

TCP和UDP服務(wù)通常有一個(gè)客戶(hù)/服務(wù)器的關(guān)系,例如,一個(gè)Telnet服務(wù)進(jìn)程開(kāi)始在系統(tǒng)上處于空閑狀態(tài),等待著連接.用戶(hù)使用Telnet客戶(hù)程序與服務(wù)進(jìn)程建立一個(gè)連接.客戶(hù)程序向服務(wù)進(jìn)程寫(xiě)入信息,服務(wù)進(jìn)程讀出信息并發(fā)出響應(yīng),客戶(hù)程序讀出響應(yīng)并向用戶(hù)報(bào)告.因而,這個(gè)連接是雙工的,可以用來(lái)進(jìn)行讀寫(xiě).

兩個(gè)系統(tǒng)間的多重Telnet連接是如何相互確認(rèn)并協(xié)調(diào)一致呢?TCP或UDP連接唯一地使用每個(gè)信息中的如下四項(xiàng)進(jìn)行確認(rèn):

源IP地址---發(fā)送包的IP地址.

目的IP地址---接收包的IP地址.

源端口---源系統(tǒng)上的連接的端口.

目的端口---目的系統(tǒng)上的連接的端口.

注:端口是一個(gè)軟件結(jié)構(gòu),被客戶(hù)程序或服務(wù)進(jìn)程用來(lái)發(fā)送和接收信息.一個(gè)端口對(duì)應(yīng)一個(gè)16比特的數(shù).服務(wù)進(jìn)程通常使用一個(gè)固定的端口,例如,SMTP使用25、Xwindows使用6000.這些端口號(hào)是'廣為人知'的,因?yàn)樵诮⑴c特定的主機(jī)或服務(wù)的連接時(shí),需要這些地址和目的地址進(jìn)行通訊.