TCP/IP 协议栈

1. TCP/IP 协议栈的前世今生

TCP/IP 协议栈是现代互联网的核心基础，起源于 ARPANET（阿帕网） 的研究项目。1970 年代，随着网络互联需求的增加，DARPA 资助开发了一套标准化的网络协议。1983 年，ARPANET 正式使用 TCP/IP 作为通信协议，最终逐渐发展成为互联网的基础协议。

发展历程

1974 年：最早的 TCP 规范提出。
1980 年：IPv4 规范发布。
1983 年：ARPANET 正式采用 TCP/IP 协议。
1990 年代：互联网全面普及，成为主流网络通信协议。
2000 年代：IPv6 逐步推广，解决 IPv4 地址耗尽的问题。

2. TCP/IP 协议栈四层模型

TCP/IP 协议栈由四个逻辑层组成

1. 应用层

提供用户直接使用的网络服务。常见协议包括：

HTTP/HTTPS：网页数据传输。
DNS：域名解析。
SMTP/POP3/IMAP：电子邮件服务。
FTP/TFTP：文件传输协议。

2. 传输层

负责端到端的通信与数据可靠性：

TCP：面向连接，提供可靠的数据传输（如数据包重传、排序）。
UDP：无连接，适用于低延迟、不需要重传的应用（如视频、游戏）。

3. 网络层

负责将数据包路由到目的主机：

IP：提供主机间寻址与数据包转发。
ARP：将 IP 地址解析为 MAC 地址。
ICMP：网络诊断工具（如 ping 使用 ICMP 发送请求）。
NAT：将私有 IP 映射到公网 IP。

4. 数据链路层

处理物理介质上的数据传输，确保数据在局域网上正确传输：

Ethernet：以太网协议，最常见的局域网标准。
PPP：点对点协议，用于拨号网络连接。

3. TCP/IP 重点

想要深入理解 TCP/IP，建议掌握以下核心概念：

TCP/UDP 的区别与应用场景
- TCP 三次握手、四次挥手、重传机制、流控机制、慢启动等。
- UDP 适用于哪些场景？（如视频、VoIP）
IP 地址与子网划分
- IPv4 地址结构、子网掩码、CIDR（无类别域间路由）。
- IPv6 地址的简写规则与自动配置。
- 双栈中常见路由技术 OSPF、BGP、MPLS等
ICMP 与网络诊断工具
- 使用 ping 进行连通性测试。
- traceroute 诊断路由路径。
ARP 与 MAC 地址
- ARP 协议如何解析 IP 地址对应的 MAC 地址。
- 网络攻击中的 ARP 欺骗。
NAT 与公网 IP 转换
- NAT 的类型（静态、动态、PAT）。
- 内网设备如何通过 NAT 访问互联网。
HTTP 与 HTTPS 的区别
- HTTP 的无状态性。
- HTTPS 中 HTTP1.1、HTTP2、HTTP3 工作原理，加解密过程。