细节就是一切。

——Maezumi本章内容

什么是TCP/IP

TCP/IP的发展历史

传输服务

网络服务

支持协议和服务

TCP/IP的发展前景Windows Sockets与它的前身Berkeley Sockets一样，都是独立于协议的。Windows Sockets API（WSA）的通用设计允许访问大多数网络协议的服务。Windows Sockets规范的1.1版主要针对TCP/IP协议簇，但是Windows NT和Windows 95的Sockets DLL也同时支持AppleTalk和SPX/IPX协议。

由于Windows Sockets规范的1.1版主要针对TCP/IP，也由于目前大多数WinSock应用程序采用因特网协议，本章将用全部篇幅介绍构成TCP/IP簇的那些协议，将对TCP/IP协议所提供的服务给予重点关注。对有助于读者设计Windows Sockets应用的协议，我们将展开充分地讲解，介绍TCP/IP协议有哪些功能，但不涉及其怎样实现这些功能。

Windows Sockets向你屏蔽了下层的协议，因此，你不必与下层协议打交道。只有需要使用一些特殊的协议功能或者碰到网络系统的问题时，才需要了解这些低层的细节。出于这个考虑，我们要到第13章中才讨论协议的工作机制（附录B中也给出了说明）。

3.1　什么是TCP/IP

TCP/IP是“传输控制协议/因特网协议”的缩略语，指的是一些主要协议中的两个协议，这些协议也被称为因特网协议簇。TCP/IP协议可为任意的计算机系统提供网络连接，其连接可以跨越不同的网络介质、应对可能的不利条件。

因特网的一个基本设计目标是允许广泛的网络特质，接纳诸如带宽、延时、丢包、包失序以及数据包的最大长度方面的不同。另一个目标是健壮性，能应对单个网络、网关和主机的失效，并在这种情况下仍能利用任何可用的带宽。其最终目标是实现全面的“开放系统互连”：一个因特网主机必须能够跨越不同的因特网路径，与任何其他因特网主机稳定地、有效地互操作。

TCP/IP的强大之处在于其兼容性，它能够兼容几乎所有的低层网络架构。由于其协议都基于开放标准，这一事实更巩固了它的地位。

因特网协议所提供的服务与OSI网络参考模型的会话层、表示层、传输层和网络层相当。正如我们在第2章描述的那样，在异构网络中的任何位置，网络层和传输层对数据编址并发送数据（可靠的或不可靠的），会话层同步两端应用程序之间的通信，表示层为应用程序准备信息。

图3-1展示了TCP/IP协议簇与OSI网络参考模型之间的相对关系，及其与Windows Sockets模型的对比。从图中可以看到，TCP和IP并不是TCP/IP簇中仅有的两个协议。同时还应注意到，数据链路层和物理层不是因特网协议簇的组成部分。正是因为独立于低层，使得TCP/IP得以在任何网络驱动和网络介质（以太网、令牌环网、FDDI等）上运行。应用层也不包含在TCP/IP簇中，因为网络应用和操作系统平台之间的用户接口变化很大。

（点击查看大图）图3-1　TCP/IP协议簇与OSI网络参考模型和Windows Sockets模型的比较

下面是图3-1中提到的每个协议所提供的服务：

会话层和表示层：

文件传输协议（File Transfer Protocol，FTP）：文件传输。

简单邮件传输协议（Simple Mail Transfer Protocol，SMTP）：电子邮件服务。

远程登录（Telnet）：用于远程登录的终端协商。

域名服务（Domain Name Services，DNS）：主机名到IP地址的映射。

传输层：

用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP）：无连接数据传输。

传输控制协议（Transmission Control protocol，TCP）：可靠的数据传输。

网络层：

因特网协议（Internet Protocol，IP）：独立于硬件的寻址、路由、分片和数据包重组。

地址解析协议（Address Resolution Protocol，ARP）：IP地址到硬件地址的映射。

因特网控制消息协议（Internet Control Message Protocol，ICMP）：错误和控制消息。

诸如Telnet、FTP和SMTP一类的应用（上层）协议，对于TCP/IP协议簇所提供的互操作能力是很重要的，它们为一般的网络服务提供了公共的应用协议，还可以列举很多其他的协议（例如，archie、gopher、talk、veronica和wais），但是前述3种协议向来被认为是TCP/IP的组成部分，因为它们提供了最基本的网络服务：电子邮件、文件传输和远程登录。

WinSock API提供了对传输层和网络层协议服务（即网络系统）的访问。高层协议不能通过WinSock API访问，而是必须借助WinSock应用程序来实现。域名服务（DNS）协议是一个值得注意的特例，DNS是一个“支持协议”，它使应用程序能够查找主机名以及主机地址（如果一个应用程序知道了主机名，那么就可以查找到地址；反之亦然）。这种便利的（如果不是必需的）服务可以通过WinSock API获得。本章后面将会详细地描述这个服务，并在第8章中讲解如何访问这些服务（第8章中讲解诸如gethostbyname（）和WSAAsyncGetHostByName（）等WinSock函数）。

我们已经在第2章的应用程序示例中了解了SMTP的作用，我们还要在本章稍后以及其他示例程序中介绍FTP和Telnet，不过我们不在这里讨论这些应用协议，而是把重点放在传输层和网络层协议提供的服务上，这些才是因特网系统的精髓所在。