以下是通俗易懂、从零开始的 TCP/IP 完整教程，适合初学者到进阶开发者，内容按层次结构组织，你可以按需跳着看。
一、TCP/IP 是什么？
TCP/IP 不是一个协议，而是一整套协议族（Protocol Suite）的简称，全称是 Transmission Control Protocol / Internet Protocol。
简单来说：
- IP 负责把数据包从 A 送到 B（寻址和路由）
- TCP 在 IP 之上提供可靠、可靠、有序、面向连接的传输（类似于打电话）
- 还有 UDP 提供无连接、不可靠但快速的传输（类似于寄明信片）
整个互联网实际上跑的就是 TCP/IP 协议族。
二、TCP/IP 五层模型（实际工程中最常用）
| 层级 | 名称 | 对应 OSI 模型 | 典型协议和设备 | 主要功能 |
|---|---|---|---|---|
| 5 | 应用层 | 应用/表示/会话层 | HTTP、HTTPS、FTP、SMTP、DNS、SSH | 直接为应用程序提供服务 |
| 4 | 传输层 | 传输层 | TCP、UDP | 端到端通信（进程到进程） |
| 3 | 网络层 | 网络层 | IP、ICMP、ARP、路由器 | 逻辑寻址和路由 |
| 2 | 数据链路层 | 数据链路层 | Ethernet、Wi-Fi、交换机、MAC 地址 | 相邻节点之间可靠传输帧 |
| 1 | 物理层 | 物理层 | 网线、光纤、Wi-Fi 无线电、网卡 | 把比特流变成电信号/光信号/无线电波 |
三、关键协议详解
- IP（Internet Protocol）
- IPv4：32 位，例如 192.168.1.1
- IPv6：128 位，例如 240e:390:1f2c:1234::1
- 无连接、不可靠、尽最大努力交付（Best Effort）
- IP 数据包头部最重要字段：源 IP、目的 IP、TTL、协议号（6=TCP，17=UDP）
- TCP（Transmission Control Protocol）
特点：面向连接、三次握手、四次挥手、可靠传输、流量控制、拥塞控制、有序
TCP 头部关键字段：
- 源端口、目的端口（16位）
- 序列号 Seq（32位）
- 确认号 Ack（32位）
- 标志位：SYN、ACK、FIN、RST、PSH、URG
- 窗口大小（流量控制）
- 校验和
三次握手（建立连接）
客户端 服务端
SYN (seq=x) →
← SYN+ACK (seq=y, ack=x+1)
ACK (ack=y+1) →
连接建立，可以传输数据四次挥手（断开连接）
客户端 服务端
FIN →
← ACK
← FIN
ACK →
连接彻底关闭- UDP（User Datagram Protocol）
- 无连接、无序、不可靠、开销极小
- 仅8字节头部
- 适合视频直播、DNS、游戏、IoT
- 其他重要协议
- DNS：域名 → IP（端口 53（UDP为主）
- HTTP/HTTPS：80 / 443（TCP）
- FTP：20（数据）、21（控制）
- SSH：22
- SMTP：25 / 465 / 587
- ICMP：ping、traceroute 用
四、一个数据包的完整旅程（举例：你打开 www.baidu.com）
- 浏览器向 DNS 服务器发 UDP 查询 www.baidu.com 的 A 记录 → 得到 220.181.38.148
- 浏览器向 220.181.38.148:443 发起 TCP 三次握手
- 握手成功后发送 HTTPS 请求（基于 TLS 加密的 HTTP）
- 服务器返回 HTML、图片等资源
- 浏览器渲染页面
- TCP 四次挥手关闭连接（或保持长连接）
五、常用工具实战命令（Linux/macOS/Windows 都可用）
# 查看本机 IP
ip addr show # Linux
ifconfig # macOS/old Linux
ipconfig # Windows
# 测试连通性
ping www.baidu.com
# 查看路由路径
traceroute www.baidu.com # Linux/macOS
tracert www.baidu.com # Windows
# 查看端口监听
netstat -tunlp # Linux
netstat -an | find "LISTEN" # Windows
# 抓包神器（需要管理员权限）
tcpdump -i eth0 tcp port 80 -n
# 或者用 Wireshark 图形化更直观
# 测试端口是否开放
nc -zv www.baidu.com 443
telnet www.baidu.com 80六、常见面试/实战问题
- TCP 和 UDP 的区别？什么时候用哪个？
- 三次握手为什么要三次？两次行不行？
→ 防止已失效的连接请求突然又传到了服务器 - 四次挥手为什么要四次？
→ 因为 TCP 是全双工，双方都要确认对方不再发送数据 - TIME_WAIT 状态有什么作用？为什么是 2MSL？
- TCP 如何保证可靠传输？（序号、确认、重传、校验和、流量控制、拥塞控制）
- HTTP 是基于 TCP 还是 UDP？HTTP/3 呢？
→ HTTP/1.1 和 HTTP/2 基于 TCP，HTTP/3 基于 QUIC（基于 UDP）
七、推荐学习资源（2025年最新）
免费：
- 《图解TCP/IP》（第6版）——日本人写的，最通俗
- 韩立刚《TCP/IP协议族详解》视频（B站）
- Computer Networking: A Top-Down Approach（经典大学教材）
付费但极强：
- 小林coding 的《图解网络》《图解TCP》（公众号+网站）
- 云原生时代必学：深入理解 QUIC、HTTP/3、gRPC
动手实践：
- 用 Python 写一个最简单的 TCP 服务器/客户端
- 用 Wireshark 抓自己浏览网页的全过程
需要我给你贴一个「30分钟上手」的 Python TCP/UDP 示例代码吗？或者你想重点深入哪一部分（比如三次握手细节、拥塞控制算法、HTTP/3）？告诉我，我可以继续展开！
