1.前言
現在是一個網路爆發的時代，身為科技尖兵的我們，怎麼可以不對網路有個大概的了解呢？你或許常常聽人說一堆網路上的名詞，像：IP位址、子網路遮罩、路由器……等等，而聽了之後也一愣一愣的，或許就此覺得這是很艱深困難的東西。
其實呢，這些東西，只需要一些簡單的數學計算、邏輯概念，就能夠大概的了解其意義了。為什麼這篇文章不叫「網路概論」而叫「TCP/IP概論」呢？因為，若你了解了TCP/IP，你就等於了解了Internet！接下來，準備帶你一探TCP/IP世界的五花八門……。
2.什麼是協定(protocol)
人和人講話的時後，為了解對方究竟在講什麼，我們是不是有一些約定成俗的習慣呢？若我們沒有定義這些話代表什麼意思，那豈不就是等於「雞同鴨講」一樣嗎？是的，網路上的電腦要彼此溝通對話，也是要透過一些定義、規範，這些東西，就稱為協定(protocol)。而今天在Internet上應用的最為廣泛的，正是今天要講的TCP/IP。
較詳細的講，TCP/IP架構中，本身就分為好幾個協定，如IP、UDP、ICMP等等。有些協定，用於溝通網路底層的硬體與硬體，有些溝通網路卡與應用軟體等……，我們甚至可以說，整個網路，就是靠協定架構起來的，這也正是一個最為重要的基本的規範，若不遵守這個規範，那就無法參與現今的網路世界了。 至於今日TCP/IP的起源，和許多電腦科技的起源一樣，皆是由美國國防部發展而來的。當初他們為了要能夠建立一個能讓軍方的電腦都能共同分享源，而又保有分散性的安全考量下，建立了一個稱為ARPAnet的網路，這個網路的架構，就是TCP/IP的前身。後來，美國國家科學基金會，用了此架構在學術研究的網路上，也造究了Internet的發展。這正是TCP/IP的起源。 |
兩個互聯網主機通過兩個路由器和對應的層連接。各主機上的應用通過一些資料通道相互執行讀取操作。
3.TCP/IP分層
在了解TCP/IP之前，我們必需先講講有關「網路分層」這項概念。首先，你已經知道，網路是經由協定所架構出來的，而這些協定如何的運作呢？可以說，他們是用一種分工的方式，一個協定負責一項工作，統合起來，就是一個複雜的網路。也因此，我們將工作類型比較相近的歸類於一群，也就是一層。
TCP/IP架構中，共將網路分為四層：
TCP/IP架構中，共將網路分為四層：
網路存取層(Network Access
Layer)，負責處理實體網路的一個介面，如： 資料格式化、實體層的資料定址等。 網際網路層(Internet Layer)，負責邏輯位址(即一般所用的IP位址)的資料傳輸。 傳輸層(Transport
Layer)，負責流程控制、錯誤檢查等。
應用層(Application Layer)，負責一些應用的介面，如檔案傳輸、遠端控制等。
網路分層還有很多種類別，或許你有聽過OSI的7層分法，但其中，的實體層(Physics Layer)和資料連結層(Data Link
Layer)就相當於網路存取層；網路層(Network
Layer)就相當於網際網路層；傳輸層當然一樣；而TCP/IP中的應用層在ISO分層中則分為會談層(Session
Layer)、展現層(Presentation
Layer)和應用層。
事實上，沒有一個真正的網路是完完全全幅合這些標準理論的。網路實作中多半會混用，這又是令一個課題。
接下來先講個在這分層中傳輸的大要情形及主要的協定，以便對後面的課題有一個概念。
當我們要傳輸一個資料從一端到另一端時，必須先從最上層一直往下傳，再經過實體運送後，反過來從下層往上傳。以下便是這傳輸情形的大要：(詳細稍後在說)
當我們要傳輸一個資料從一端到另一端時，必須先從最上層一直往下傳，再經過實體運送後，反過來從下層往上傳。以下便是這傳輸情形的大要：(詳細稍後在說)
資料從應用層透過TCP或UDP埠(Port)到達傳輸層。 在傳輸層會決定使用TCP或UDP協定來存取網路。 到網際網路層後，IP協定會提供如何將資料導引到正確的邏輯IP位址的資訊。 進入網路存取層後，會透過上層的ARP及RARP協定來轉換IP位址和實際位址，並將資料格式化成能在傳輸線上傳輸的格式而送出。
這樣子，資料就離開了原始端電腦傳向目的端，而該電腦收到後，則進行相反之步驟即可。必需知道的是，在經過每一層傳輸時，都會在資料上加上一些資訊，以能讓對方電腦能夠解讀。
就稱為表頭(Header)，就有點像是有一個好幾層包起來的禮物要給人時，但怕對方不會拆，所以就在每層外面附上一張紙條說明如何拆。有點類似這個情形。
| 7 | 應用層 | 例如HTTP、SMTP、SNMP、FTP、Telnet、SIP、SSH、NFS、RTSP、XMPP、Whois、ENRP |
| 6 | 表示層 | 例如XDR、ASN.1、SMB、AFP、NCP |
| 5 | 會話層 | 例如ASAP、SSH、ISO 8327 / CCITT X.225、RPC、NetBIOS、ASP、Winsock、BSD sockets |
| 4 | 傳輸層 | 例如TCP、UDP、TLS、RTP、SCTP、SPX、ATP、IL |
| 3 | 網絡層 | 例如IP、ICMP、IGMP、IPX、BGP、OSPF、RIP、IGRP、EIGRP、ARP、RARP、X.25 |
| 2 | 資料鏈路層 | 例如以太網、令牌環、HDLC、幀中繼、ISDN、ATM、IEEE 802.11、FDDI、PPP |
| 1 | 實體層 | 例如線路、無線電、光纖 |
以上就是大概的TCP/IP分層及傳輸，下面，我們則要詳細的介紹每層的內部協定。
與此相似的是，IP是按照將它下面的網絡當作一個黑盒子的思想設計的，這樣在討論TCP/IP的時候就可以把它當作一個獨立的層。
| 4 | 應用層 （OSI 5到7層） | 例如HTTP、FTP、DNS （如BGP和RIP這樣的路由協定，儘管由於各種各樣的原因它們分別運行在TCP和UDP上，仍然可以將它們看作網絡層的一部分） |
| 3 | 傳輸層 （OSI 4層） | 例如TCP、UDP、RTP、SCTP （如OSPF這樣的路由協定，儘管運行在IP上也可以看作是網絡層的一部分） |
| 2 | 網絡互連層 （OSI 3層） | 對於TCP/IP來說這是互聯網協定（IP） （如ICMP和IGMP這樣的必須協定儘管運行在IP上，也仍然可以看作是網絡互連層的一部分；ARP不運行在IP上） |
| 1 | 網絡接口層 （OSI 1和2層） | 例如以太網、Wi-Fi、MPLS等。 |
4.網路接口層
這一層呢？可以說是最不統一的一層了，要講起來也很不好講。因為像種種的實體網路架構，如乙太，FDDI，Apple
Talk，IBM的Token
Ring等等…，都有著各自不同的規定，若要每一樣都講，也是講不完。所以筆者就不說明各別的內容，僅就相通處作一闡述。
此一層中，主要要做的工作有：規定資料傳輸的方式，就是建立一有如交通規則，紅燈停、綠燈行的這種規範，以能讓網路傳輸有規定及效率。如以太的CSMA/CD就是一例。再者還有將資料轉換成一稱為訊框(Frame)的格式，並將其轉為可用電子流或類比脈衝表現的樣式。
另外還得附帶一提蠻重要的一項，就是所謂的「實體位址」。實體位址是一個在一出廠時就燒在網路卡上的數字，當我們在區域網路傳輸資料時，就是透過實體位址來辨認電腦，並非邏輯位址。而在廣域網路上的情形，下一節中會提到。
此一層中，主要要做的工作有：規定資料傳輸的方式，就是建立一有如交通規則，紅燈停、綠燈行的這種規範，以能讓網路傳輸有規定及效率。如以太的CSMA/CD就是一例。再者還有將資料轉換成一稱為訊框(Frame)的格式，並將其轉為可用電子流或類比脈衝表現的樣式。
另外還得附帶一提蠻重要的一項，就是所謂的「實體位址」。實體位址是一個在一出廠時就燒在網路卡上的數字，當我們在區域網路傳輸資料時，就是透過實體位址來辨認電腦，並非邏輯位址。而在廣域網路上的情形，下一節中會提到。
5.網路互連層
我們之前提到網路卡在出廠時就會燒上實體位址，但是，實體位址的位元太多了，且沒有一定的規律性(稍後會提)，因此創出了IP位址。IP位址是由32個位元所構成的一組數字，我們將每八位元為一組，轉換為十進位的四組數字，中間用「.」加以區隔，就成了常見的IP位址。
在IP位址中，可分為表示網路編號和主機編號的數字，若網路編號像街道名，而主機編號則就像是門牌號碼一樣。又依此，我們將全球的網域分為Class A、Class B、Class C、Class D、Class E五個層級。在Class A的網域中，如一個86.1.1.1的IP中，「86」代表的是其網路編號，其餘的則是主機編號。
在IP位址中，可分為表示網路編號和主機編號的數字，若網路編號像街道名，而主機編號則就像是門牌號碼一樣。又依此，我們將全球的網域分為Class A、Class B、Class C、Class D、Class E五個層級。在Class A的網域中，如一個86.1.1.1的IP中，「86」代表的是其網路編號，其餘的則是主機編號。
而Class
A的網路編號範圍是0~127(最左邊的位元為0所得的結果)，所以，一個Class
A的網路可支援約16.7百萬個主機，通常配發給洲或須要極大主機數目的單位使用。而Class
B則是前兩個xxx.xxx代表網路編號，後面的是主機編號，所以每一個lass
B的網域可支援6萬多台電腦，而其網路編號範圍是128.0~191.255(最左邊兩位元為1 0)。
Class
C則是再下一層，有24個網路編號位元，8個主機編號位元，所以一個網域可支援256台電腦(但實際上一個網域最前面和最後面的IP不得做主機用，故每個網域會少兩個IP)。其網路編號範圍在192.0.0
~223.255.255之間(最左三位元為1 1 0)，至於Class D 和Class E
則令有用途，就不在此論述了。
對IP位址有一個大概的了解後，介紹一下此層中重要的協定。首先就是IP協定，IP協定是個進行很多功能的軟件，它紀錄著三個IP的位址，分別為目的IP位址，子網路遮罩位址及閘接器(路由器)位址。子網路遮罩就是用來判定來源IP和目的IP是否在同一網域的一個判斷位址；而閘接器位址則是在若要送到不同網域時，用以決定封包的傳輸途徑。IP協定的運作，大概就是先用子網路遮罩計算兩位址是否在同一網域，再決定其傳送途徑。
此層中還有一個很重要的協定，就是ARP協定，此協定的功用是轉換實體位址和IP位址，而RARP則是其反協定。
此外，此層中的ICMP協定則是控制一些網路傳輸上的狀況的協定。如遇到狀況時的回傳訊息，就是透過ICMP協定的運作。
對IP位址有一個大概的了解後，介紹一下此層中重要的協定。首先就是IP協定，IP協定是個進行很多功能的軟件，它紀錄著三個IP的位址，分別為目的IP位址，子網路遮罩位址及閘接器(路由器)位址。子網路遮罩就是用來判定來源IP和目的IP是否在同一網域的一個判斷位址；而閘接器位址則是在若要送到不同網域時，用以決定封包的傳輸途徑。IP協定的運作，大概就是先用子網路遮罩計算兩位址是否在同一網域，再決定其傳送途徑。
此層中還有一個很重要的協定，就是ARP協定，此協定的功用是轉換實體位址和IP位址，而RARP則是其反協定。
此外，此層中的ICMP協定則是控制一些網路傳輸上的狀況的協定。如遇到狀況時的回傳訊息，就是透過ICMP協定的運作。
6.傳輸層
傳輸層是一個提供應用程式和網路之間的介面。首先我們要講的是埠(port)的觀念。如果說，我們只有IP位址的話，那一台電腦若有不同的應用軟體要同時進形網路傳輸的話，所有資料就會從同一個出口一起出去而產生混亂的碰撞情形，因此有了連接埠(port)的產生。埠就像是一個一個的通道，可以讓一台電腦同時擁有好幾個對外連接的出口，這也使得網路傳輸有了多工的能力。
而此層中有兩個重要的協定，TCP和UDP協定。這兩個協定負責的工作為傳輸流程控制、錯誤檢查及確認等。其中TCP協定是一個較複雜的協定，它是屬於連結導向的傳輸協定，也就是當傳輸資料被分成好幾個封包傳送時，當目的端電腦接收到每一個封包，就會傳回一個確認值，也因此，TCP協定在對資料的掌控上及偵錯方面，就遠勝於UDP，但速度則不如UDP。UDP則是非連結傳輸協定，他只負則送出及接收，而不會收到一個封包就回傳一個確認的訊息，其檢查則是靠著總和檢測值來判定。
而此層中有兩個重要的協定，TCP和UDP協定。這兩個協定負責的工作為傳輸流程控制、錯誤檢查及確認等。其中TCP協定是一個較複雜的協定，它是屬於連結導向的傳輸協定，也就是當傳輸資料被分成好幾個封包傳送時，當目的端電腦接收到每一個封包，就會傳回一個確認值，也因此，TCP協定在對資料的掌控上及偵錯方面，就遠勝於UDP，但速度則不如UDP。UDP則是非連結傳輸協定，他只負則送出及接收，而不會收到一個封包就回傳一個確認的訊息，其檢查則是靠著總和檢測值來判定。
7.應用層
此層為TCP/IP中的最頂層，應用層中的應用軟體，並沒有一定的工作類別。有的只是偵測網路資訊的簡單工具，有的提供一些網路的服務，如FTP、DNS服務等等。此層中包含太多太多的東西，也無法一一的介紹。就大概有個概念就可以了。
TCP/IP常用工具程式
本節介紹一些常用的偵測網路狀態的工具程式：
(1) ipconfig(win95/98下為winipcfg)：此工具程式不加參數後執行後會出現下 列顯示：
Windows 98 IP Configuration
0 Ethernet adapter :
IP Address. . . . . . . . . : 139.175.5.101
Subnet Mask . . . . . . . . : 255.255.0.0
Default Gateway . . . . : 139.175.5.101
(2)ping：此為執行ping之結果：
Pinging 163.15.56.3 with 32 bytes of data:
Reply from 163.15.56.3: bytes=32 time=146ms TTL=250
Reply from 163.15.56.3: bytes=32 time=152ms TTL=250
Reply from 163.15.56.3: bytes=32 time=140ms TTL=250
Reply from 163.15.56.3: bytes=32 time=134ms TTL=250
Ping statistics for 163.15.56.3:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 134ms, Maximum = 152ms, Average = 143ms
而此指令在檢查上很好用，當連接一台主機出問題時，你可以先ping網路上的其他IP看是否為該主機之問題；若不是，再ping通訊閘的IP看是否為通訊閘之問題；
若依然不是，可再ping本機IP，看是否為本機設定問題；再不行還可試DNS的IP。就這樣一步步找出問題來。
(3)traceroute：執行後結果：
Tracing route to 163.15.56.3 over a maximum of 30 hops
1 113 ms 106 ms 107 ms as011252.seed.net.tw [139.175.11.252]
2 117 ms 100 ms 110 ms 139.175.10.1
3 135 ms 160 ms 116 ms 192.72.200.226
4 129 ms 107 ms 211 ms 140.117.252.253
5 114 ms 163 ms 146 ms 163.18.252.206
6 125 ms 173 ms 232 ms 163.15.56.3
Trace complete.
關於此節就先介紹到這裡，其他還有一些指令，不過在PC上大概用不到，就先不講了。若能善用上述指令，就可以對網路狀況有進一不的掌握了。
8.結語
以上的TPC/IP概說，只講了一些粗淺的東西。希望大家對TCP/IP網路有一個基本的認識，不會對聽到「TCP/IP」時就被嚇到也希望能對大家有所幫助。
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