TCP/IP协议栈是什么

TCP/IP是什么？是互联网进行数据传输的规矩。

我们利用互联网看视频打游戏刷新闻、购物导航付款等等都是在规矩下进行的。其实无论我们利用互联网干什么，其实都是接收和发送数据，游戏、视频不过是传输数据内容和处理方式不同罢了，而数据传输内容的方式是不变的，就好像寄快递，把物品打包贴上收件地址交给快递小哥发出，或空运陆运甚至海运，到了目的地再分拣运输签收拆包装。我们可以寄任何合乎规定的东西也可以收任何物品，无外乎这个方式，或者说这个规矩，再或者说这个步骤，什么步骤？打包——贴签——运输——分拣——运输——签收——拆包装。互联网亦是如此，它为了满足我们干不同的事情（购物导航……），用不同的传输方式（以太网、WIFI……），也规定了数据传输的规矩，或者说方式，再或者更专业的说法，这个协议。这个协议像极了我们的物流行业，数据就是抽象的物品，也经过了一个抽象的“打包——贴签——运输——分拣——运输——签收——拆包装”过程，TCP/IP协议的作用就是对这个过程的每一步骤做了规定，就好像是物流法规一样。利用互联网进行的数据都要经过这样一个过程，这个过程我们称为分层传输（其实就是分步骤），分层（分步骤）有个标准或者说参考，这个参考我们称之为参考模型，这个模型就是我们熟知的7层模型或4层模型。每一层都有相应的规定，这个规定我们称之为协议，例如TCP、UDP、IP、ICMP等等，这些协议规定了具体的传输规范，以适用于不同场景和传输要求，这些互联网传输数据的协议（规则）我们统称为TCP/IP协议栈（簇）。这也就是为什么前文我们说TCP/IP是规矩（协议）的代表了。

上文我们用一个例子来对TCP/IP协议栈做了解释，接下来我们就从专业的方面说一下为什么要分层？

我们先说一个词——“耦合性”。耦合性不知道大家熟悉不，有时候也称之为耦合度，这是用来表示两个模块的关联程度的。我们做工程一般都要分好几个模块来做，这样便于维护和协作，只要每个模块的接口信号不变，模块内容爱怎么折腾就怎么折腾，这种低耦合度就特别利于维护和移植。如果几个模块混在一块纠缠不清，能牵一发动全身，那就不好办了，会挨骂的，当年刚工作时候，我就被批过，记忆犹新。

回过头来，我们再说互联网，全球以亿计的设备实现互连，那么必然需要一个低耦合度的模型来规范。就好像水管螺丝，只要尺寸合适，都可以往上怼。所以互联网也要这样，它是一个网，巨大的网，终端设备就是网交织的一个又一个节点，只要按照人家的要求“接”上去就是联网了。就比如我们连跟网线设个IP就能看电视一样。

所以说，TCP/IP体系采用分层的目的就是降低耦合性，理清数据解析打包的步骤，更利于维护和扩展。

下面我们就来看看TCP/IP协议栈的分层模型。我们一般会看到如图1-2所示的分层模型，这是从《图解TCP/IP》这本书里面截下来的，左边是OSI模型，右边是TCP/IP协议栈的参考模型。这样一类比，可以理解TCP/IP协议的参考模型是OSI模型的简化版，实际上也差不多是这样，OSI模型像是个理论基础，但不适用实际情况，所以设计人员们群策群力的搞出来这样一个四层模型以供应用。注意我说的是四层，但图明明是五层嘛，这是因为硬件这一层或者说物理层是开放的，留给各厂家自由发挥了，以满足不同应用场景的不同需求。

“利用分层的体系结构，我们可以讨论一个定义良好的、大而复杂系统的特定部分。这种简化本身由于提供模块化而具有很高价值，这使实现由层提供的服务易于改变。只要该层对其上面的层提供相同的服务，并且使用来自下面层次的相同服务，当某层的实现变化时，改系统的其余部分保持不变。对于大而复杂且需要不断更新的系统，改变服务的实现而不影响该系统其他组件是分层的另一个重要优点。——《计算机网络》”

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