3.2 网络传输调用过程
3.2.1 协议概述
在网络传输过程中，TCP/IP协议起了非常重要的作用，那么，TCP/IP协议具体是什么呢？
TCP/IP（传输控制协议/互联网协议）是一组特别的协议，其子协议包括TCP、IP、UDP、ARP等。在网络通信的过程中，将发出数据的主机称为源主机，将接收数据的主机称为目的主机。当源主机发出数据时，数据在源主机中从上层向下层传送。源主机中的应用进程先将数据交给应用层，应用层在数据中加上必要的控制信息就成了报文流，报文流向下传给传输层。传输层在收到的数据单元中加上本层的控制信息，就形成了报文段、数据报，再将报文段、数据段交给网络层。网络层在报文段、数据段中加上本层的控制信息，就形成了IP数据报，并将其传给网络接口。网络接口将网络层发来的IP数据报组装成帧，并以比特流的形式传给网络硬件（即物理层），数据离开源主机。
通过网络传输，数据到达目的主机后，按照与源主机相反的过程，在目的主机中从下层向上层进行拆包传送。首先由网络接口层接收数据，依次剥离原来加上的控制信息，最后将源主机中的应用进程发送的数据交给目的主机的应用进程。
TCP/IP协议的基本传输单位是数据报。TCP协议负责把数据分成若干个数据报，并给每个数据报加上报头，报头上有编号，以保证目的主机能将数据还原为原来的格式。IP协议在每个报头上再加上接收端主机IP地址，这样数据就能找到自己要去的地址。如果传输过程中出现数据失真、数据丢失等情况，TCP协议会自动请求重新传输数据，并重组数据报。可以说，IP协议用于保证数据的传输，TCP协议用于保证数据传输的质量。TCP/IP协议在数据传输时每通过一层就要在数据上加个报头，其中的数据供接收端同一层协议使用，而在接收端，每经过一层要把用过的报头去掉，这样可以保证传输数据的一致性。
在计算机网络中，实际应用的网络协议是TCP/IP协议族，其中，TCP/IP协议的应用层大体对应OSI/RM模型的应用层、表示层和会话层，TCP/IP协议的网络接口层对应OSI/RM模型的数据链路层和物理层。TCP/IP包含以下4层：
- 链路层：链路层有时又称数据链路层或网络接口层，通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口上的细节。把链路层地址和网络层地址联系起来的协议包括ARP（地址解析协议）和RARP（逆地址解析协议）。
- 网络层：网络层处理分组在网络中的活动，例如分组的选路。在TCP/IP协议族中，网络层协议包括IP协议（网际协议）、ICMP协议（网际控制报文协议）和IGMP协议（网际组管理协议）。
- 传输层：传输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议族中，有两个互不相同的传输协议：TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。
- 应用层：应用层负责处理特定的应用程序细节。各种不同的TCP/IP实现几乎都会提供Telnet远程登录、SMTP（简单邮件传输协议）、FTP（文件传输协议）、HTTP（超文本传输协议）等应用程序。
（1）IP协议
IP协议是网络层中最重要的协议，IP层接收由更低层（网络接口层，例如以太网设备驱动程序）发来的数据包，并把该数据包发送到更高层——TCP或UDP层；同时，IP层也把从TCP或UDP层接收的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来确认数据包是否按顺序发送或者是否被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址（源地址）和接收它的主机的地址（目的地址）。高层的TCP和UDP服务在接收数据包时，通常假设包中的源地址是有效的。也可以这样说，IP地址形成了许多服务的认证基础，这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的。IP确认包含一个选项，叫作IPsource routing，它可以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径。对于一些TCP和UDP的服务来说，使用了该选项的IP包好像是从路径上的最后一个系统传递过来的，而不是来自它的真实地点。这个选项是为了测试而存在的，说明它可以欺骗系统来进行平时被禁止的连接。因此，许多依靠IP源地址做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵。
（2）UDP协议
UDP与TCP位于同一层，UDP主要用于那些面向查询—应答的服务，例如NFS。相对于FTP或Telnet，这些服务需要交换的信息量较小。使用UDP的服务包括NTP（网络时间协议）和DNS（DNS也使用TCP）。
（3）ARP协议
APR协议又称地址解析协议，是一个根据IP地址获取物理地址的TCP/IP协议。主机和主机间的通信在物理上类似于网卡和网卡间的通信，目前网卡会根据MAC地址进行识别，实现主机和主机间的通信，需要知道与对方主机的IP地址对应的MAC地址，APR协议能很好处理。处理过程如下：主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到局域网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址。收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。ARP命令可用于查询本机ARP缓存中IP地址和MAC地址的对应关系，添加或删除静态对应关系等。