1983年，阿帕网全面切换TCP/IP协议，在此之前，世界上已经有多种网络，美国有阿帕网、卫星网、无线电台网、本地局域网，欧洲也有各种科研网络，但是每种网络都有自己的传输标准，数据只能在单一网络内部流转。
IP协议是什么？
IP（Internet Protocol）是实现跨网络寻址和数据路由转发的核心协议。
IP地址
给每台需要连网的设备分配一个全球唯一的IP地址。经过互联网传输的数据，都要写上发送方和接收方的 IP 地址，这样就能知道每一份数据是从哪里来的，要往哪里去。
随着联网设备增加，IP地址从 IPv4 升级到地址容量更大的 IPv6，格式也有所改变。
- IPv4地址示例（十进制）：43.136.36.74
- IPv6地址示例（十六进制）：2400:da00:0000:0000:0000:0000:0000:6666（简写2400:da00::6666）
IP地址由网络号 + 主机段组成。比如说，我在腾讯云上面买了一台服务器，它的 IP 地址是43.136.36.74，结合子网掩码可以算出，43.136 是该服务器所在机房的网络号，36.74是我的主机段。
IP 地址和子网掩码本质上都是二进制数字，将其并排对照就能很直观地区分网络段和主机段：
- IPv4 地址：00101011 . 10001000 . 00100100 . 01001010
- 子网掩码：11111111 . 11111111 . 10000000 . 00000000
IP寻址
知道目标设备的IP地址之后，如何在互联网中找到这台设备呢？
假如我在浏览器地址栏输入一个IP地址（目标IP），电脑会先判断自身IP和目标IP是否在同一内网网段。如果一致，在局域网内查找设备，如果不一致，在外网查找设备。这个过程，我们叫IP寻址，流程如下：
- 电脑把目标 IP 交给 TP-Link 路由器（网关）。TP-Link 路由器对照自身路由表，将数据包转发给小区机房。
- 小区机房只记录本小区的子网 IP，陌生 IP 会往市级骨干机房传递。
- 市级骨干机房储存本市各类聚合网段，匹配到本市 IP 就往下分发，陌生 IP 则往上报送。
- 市 – 省 – 大区机房遵循同样规则向下分发或向上报送，直至找到目标设备——广州腾讯云专线机房。
- 广州腾讯云机房根据 IP 末尾的主机段，定位到机房内对应的云服务器。
- 每个机房都会有一个路由表，记录各子网、聚合网段对应的转发线路；
- 跨运营商（移动、电信、联通）流量可以在市级或大区级互联节点互相转发。
全球IP地址的管理者
- 1972年，Jon Postel 受互联网技术社群推举，负责全网 IP 地址的登记工作。
- 1992~2005年，五大区域性 IP 分配机构陆续成立，这些机构先申领超大块 IP 地址段，然后再拆分发放给区域内的企业和运营商。
- 1998年，非营利性组织 ICANN 在美国成立，随后逐步接管 IP、域名管理职能，受美国监管。
- 2016年，ICANN 改为全球各国、企业、技术社群共同参与的多方共治模式，直到今天。
TCP协议是什么？
TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是指经过互联网传输数据时，要遵守的通信规则。这套规则覆盖数据传输的全过程：建立连接、数据传输、断开连接。
TCP协议中的连接与断开
TCP规定，建立连接时需要3次握手，断开连接时需要4次挥手，这个规则从1983年沿用至今。比如我用的电脑是设备A，网站 https://wmabby.cn/ 所在的服务器是设备B，参考一对一打电话的场景，TCP决定的规则大概是这样的：
三次握手建立连接
确认双方都能收发数据才能开始。
- A对B说：喂，能听到吗？（验证 A→B 通路正常）
- B对A说：听到了，我说话你能听到吗？（验证 B→A 通路正常）
- A对B说：听到了。（双向通信正常，具备数据传输的条件）
四次挥手断开连接
确认双方数据传输都已经结束后才能断开。
- A对B说：我说完了。
- B对A说：收到。（B知道A说完了）
- B把话说完，然后对A说：我也说完了。
- A对B说：好的，那挂了。（A知道B说完了）
TCP协议中的数据传输
数据拆分
TCP会把大数据包拆分成独立的小型数据包（以太网常用标准是1500字节以内），每个小型数据包有独立的编号。不同的数据包可以经由不同的网络线路传输，抵达目标设备时，再按照编号把数据串联起来。
数据校验
发送设备会根据数据包里的所有内容，并结合收发设备的IP地址，通过固定算法得到校验码，附在 TCP 头部。接收方收到内容后，也要用同样的算法算一遍，通过对比校验码是否一致，就可以判断出数据在传输过程中是否出错或损坏。如果校验码不一致，会触发重传机制，让发送端重新发送，异常包则自动丢弃。
流量控制
为了防止发送的数据量超出接收设备缓存的处理能力，接收设备收到数据包后需要提供回执，即ACK（Acknowledgment，确认报文），ACK中会写明接收设备当前还能接收的字节容量，发送设备根据该容量分批发送剩下的数据，确保不会超出接收端的承载能力。
速率控制
也叫拥塞控制，作用是管控发送数据包的速度，避免因中间网络链路、路由交换机负载过高引发拥堵丢包。
发送设备在发送数据包的同时，会启动计时器，与收到ACK的时间进行比较，就可以得知 RTT（Round-Trip Time，往返时间）。往返时间越短，说明网络越通畅、链路资源越富余。
接收设备在收到第一个数据包的时候，也会启动计时器，最多等待 500ms（主流浏览器是200ms），如果等待期间收到第二个数据包，会立刻发 ACK，如果等待期间没有收到第二个数据包，超过500ms时也发ACK.
如果发送设备长时间收不到ACK，或者收到三次重复的ACK，都会判定数据包丢失，触发重传机制，这时候，发送端会降低发包速率。其中，前者属于重度丢包，发包速率会降到最低，后者属于轻度丢包，传输速率减半。反之，如果发送设备持续稳定收到不重复的 ACK，说明没有丢包，就会逐步提升传输速度，充分利用空闲带宽。
