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TCP/IP协议是什么?现在有哪些问题?为什么说区块链是TCP/IP解决方案?

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  • TangQiang
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    每个吃货,都有一只勤奋的胃和一张劳模的嘴。

    ——江小白

    准备好胃和嘴,就能吃上自定义的菜。一直以来,火锅因为简易随性的作风,备受吃货爱戴,可它其实遵循的是一套再简单不过的法则:大火沸腾,小火温存,剩下的就让牛肉丸和金针菇在汤里自由翻滚。


    电磁炉时代也比照同样的逻辑,于是,有了吃货们舔尝不尽的烹饪样式。


    延伸火锅场景,我们会发现它很像我们的互联网,蒸腾出花绿活跃网络世界的是底下一套被所有节点遵从的规则,我们置身其中却往往并未在意,居然有一套协议像空气环绕着我们,这套协议就是TCP/IP。


    一、什么是TCP/IP协议?


    Transmission Control Protocol and Internet Protocol


    传输控制协议/因特网互联协议


    这是最基础的通讯标准,定义着网上的通信动作,主要由TCP和IP两大协议组成。

    我们先看TCP:传输控制协议。


    它的作用是揪住网络中的两点就能传送数据,而且万无一失,怎么做到的?

    答案是分包传输。


    比如:


    作者拜托腾讯寄这篇文章给你,腾讯不是一口气把所有字灌进你手机,而是把整篇文章撕成一个个小字,先发一个给你,等你手机回复收到,腾讯再把第2、3个字发你。


    如果你的手机客户端回复腾讯服务器说“收到第3个字”,那么依据TCP协议,腾讯就会继续翻倍,发出第4、5、6、7个字,直到你说:“第891个字没收到”,于是腾讯就从第891个字开始,先传1个,然后重复翻倍的过程。


    当然,这只是打个比方,实际上不是把文件切成单字,而是一个个数据包,从第一只数据包开始传,传送成功就翻倍,失败就地爬起来,从绊倒的那只数据包重新开始,周而复始。


    TCP解决了信息传递问题,之后的问题就变成:如何找到你想对话的节点、并且让对方找到你?

    于是因特网互联协议IP出场。


    我们更熟悉的是IP地址,这是四个介于0-255间的数字,比如:59.37.96.63,但IP地址与IP协议不同,IP地址是门牌号,而IP协议负责计算并找到指定门牌,快递小哥每天出门前要做的事就是IP协议的天职:分拣包裹、规划路径。


    其实,三五个节点的小型网络内部通信完全不必使用IP协议,因为这些节点之间本来就能两两互通,但会有个问题:节点数变多后,网速就会瘫痪,因为带宽耗尽。


    带宽指固定时间内能传递的数据包,相当于溪流的宽度,网内节点全在一条小溪里舀水,本来你一勺我一勺,洗洗衣服解解渴都够用,如果哄进来300个人每人一勺,水就干了。没有带宽,所有人都难受。


    可是,聪明人总能想出解决方案。


    他们把一片网络拆分成很多子网络(sub networks),每片子网络交给一台路由器统管,这样不仅网速快,而且通信范围大。


    子网络中的节点间可以单独通信,不需要IP协议,但由于带宽限制,如果你想和本网络外的节点沟通时,就得使用一个设备:路由器



    如上图,节点1和2同属一个子网,可基于内部通信协议沟通,而1和5间的联络必须基于IP协议,通过路由器1和2之间的路径交流。


    把IP协议的逻辑推广到整个互联网,最终,连接我们手机客户端和腾讯服务器的是无数个路由器:



    把大网络切小的好处显而易见:节约带宽、抬高网速,同时一只路由器挂了不影响其他节点间的通信,这就是IP协议的作用。


    TCP/IP不仅仅包括TCP和IP,还发展出一串本文无法历数的协议:UDP、ARP、ICMP等等,别看它们数量多,但根本作用只有一个:


    把一模一样的信息传送到位。


    人们再也不用敲锣打鼓、用腿奔忙,敲敲键盘就能连接全世界,这几乎全部得仰仗TCP/IP,而它的出现并非巧合,历史的注脚上贴满了必然。


    二、TCP/IP和互联网的演变


    1960年前后,人们用的连接技术叫电路交换(circuit switching):只要在两个节点间牵根电线,就能交换信息,这很像两个易拉罐中间拉一根毛线,用这样的传声筒,相隔一个山头还能听清对面唱的歌。


    很多人自发搭建独立网络,可因为带宽问题,人一多网络就瘫了,嗓门再大也没人理他。


    不仅如此,互联网发源地美国,当时还直面着一个生死攸关的现实问题:海陆空三军用的是三家不同公司的电脑,同一公司的电脑联网时性能都很出众,可当三家一起联网时,就全趴地上打滚了:


    军事情报在三军之间串门居然还得靠写信和拍电报,这在效率上是难以忍受的。另外,二战后全美上下都在思考如何应对三战的威胁,比如:原子弹轰掉那一片后,如何才能不影响这一片的通信?


    所有电脑生而平等,不能因为高矮胖瘦而影响它们入网;所有片区生而不平等,不能因为东区被炸平、西区跟着不能通信。有了这些理念支撑,美国军方背起这筐技术问题,牵头启动一项实验:


    1969年,美国国防部高级研究计划局组建的阿帕网(ARPANET)诞生,一开始连接西部四所大学,随后用了六年时间连通东西两岸。

                           互联网的前身:阿帕网(ARPANET)演变 1969-1977


    渐渐地人们发现,民间小网络陆续接入阿帕网,各种品牌的电脑逐渐都能自由通信,局部阿帕网出的故障越来越少地影响其他区域通信,TCP/IP把效率、兼容和分布安全三大问题一锅端走,而解决问题的代价不过是多买两只路由器。


    1982年春,美国国防部宣布TCP/IP作为军用网络的通信标准。


    1989年,Timothy Berners-Lee研发出了后来被我们每天使用的超文本传输协议:HTTP,基于此,人们上网看到的就不再只是傻大黑粗的文本,而是五颜六色的网页。


    这才拉开互联网商业时代的序幕:Google、亚马逊、腾讯、Facebook、阿里和苹果和其他互联网公司都站在这套协议上凹出造型,这就奠定了TCP/IP作为互联网这盆火锅底座的江湖地位。


    与此同时,越来越多的用户放弃自建网络,选择专业运营商的服务,这很容易理解:很少有人会为喝到一口牛奶而跑去养一头奶牛。接入专业网络能以更低资费享有更快的网速,而且还不用自己掏钱维修,为什么不呢?


    而之后的一切,都从这个不起眼的用户选择开始,最终的尴尬是:事实结果与互联网的设计初衷悖离,本该疏松的互联网板结成了块:全世界99%的路由器最终被几家大型运营商接管:



    互联网的本意是所有节点能相互通信,而不是所有人必须使用移动、联通或电信的网络才能连接,但事实结果却与初衷相反。


    更进一步:


    互联网的本意是所有节点能相互通信,而不是所有人必须登录微信、QQ或Facebook才能找到彼此,但事实结果却与初衷相反。


    一回头,用户们突然发现自己已离不开屈指可数的硬件运营商和软件服务商,而互联网的板结,不仅仅体现在运营网络和通讯工具的集中上,更尖锐的风险是隐私。


    当我们在享受某项服务时,实际上会把自己的一部分隐私借出去,但在TCP/IP治下,这份隐私会变成双份,天然具备以一传百的技术可能。这意味着从借出去的那一刻起,你的隐私就不再属于你。


    隐私躺进商家的数据库里,全靠道德保护,商家也确实想保护,可是万一泄露如何补救?


    商家们拍着胸脯说:不会的,我们每年都投几个亿在用户的隐私保护上,你就放心吧。


    2016年12月10日,一个12G的文件在黑市流通,其中包括上千万条京东用户的账号密码、邮箱、手机、身份证号等信息,很多小绵羊玩家至今都不知道游戏装备少了是因为使用了和京东同样的用户名和密码。


    2017年9月7日,美国征信公司Equifax声明称两个月前系统被攻击,超过1.4亿用户的个人信息泄露。由于全美人口只有3亿,可以说近一半美国人的全套征信资料泄出。


    2018年3月25日,Facebook被用户起诉,因为收集通信记录,涉嫌侵犯用户隐私。官方解释说收集的信息不包括通话录音或短信,也没有把收集的信息卖给第三方。


    就算这次能解释过去,还有一周前的旧账在等Facebook:5000万用户数据被剑桥分析(Cambridge Analytica)公司泄露,用于在2016年总统大选中针对目标受众推送广告。


    不论如何,任何公司都没有资格代表10亿用户做出这种决定,但这件事在技术上却莫名其妙地可行。


    《连线》杂志一改往日作风,本月封面连标题都不写,整洁的版面上直接贴出扎克伯格被打花的脸。


                               《连线》杂志3月封面文章:炼狱中煎熬的Facebook


    对此,3月29日苹果公司CEO库克说:我们苹果和Facebook不一样,不会让自己掉进这种坑里,但库克似乎忘记2014年8月苹果iCloud被黑客攻击、明星私照外泄时他自己的默不作声。


    在讨论隐私保护方案时,人们一直在念十年前的老经:政府加强立法执法,公民注意保护自己,商家要有职业道德……人们哪里会想到,这些动作都只是让问题滚回原点,而原点的逻辑从来就没变过。


    《乔布斯传》的作者Walter Isaacson坦言:我们应该修修这张网了。


    可正如一句古谚语所言:

    The master's tools will never dismantle the master's house.

    主人的工具永远不会拆掉主人的房子。

    如果这盆火锅的一切都还架在TCP/IP之上,那就注定无法用原有逻辑解决溅出来的新问题。所以历史在等,等一些新技术萌出芽。


    三、新技术的维修逻辑


    最可能的候选者是加密技术。


    加密技术本身不是协议,但却可以在TCP/IP之上长出完全不同的逻辑链条,让用户不仅能够传递信息,而且还能看守信息。


    于是,人们不用操心隐私泄露,因为商家使用用户隐私必须得到授权,而用户可以锁定隐私被使用的时间、空间和维度。


    最终,滥用隐私在技术上将失去可能性。同时,任何授权范围内的隐私使用情况会被记在一个数据库内,如果这个数据库不可篡改,那就会使搜集证据的成本贴近于零,进而节省人们在法庭上消磨的时间和律师费。


    如果一个数据库能保证不可篡改,那它就是区块链技术。所以你看,区块链本身并没有高大上得不可开交,它只是一个普通数据库,只不过拿掉了删改功能,于是读写记录全被记录在案。


    TCP/IP下,删改成本极低,实际上只要手握权力就能涂抹事实,而事实本身从此消失。可区块链天生不可篡改,仅仅是这一能力本身,就具备扭动下个时代商业逻辑的潜质。


    往前推演一小步:金融机构每年动不动就7、8位数的内部审计费用就会被腰斩。


    TCP/IP下,很多人都不知道隔着屏幕上的对方是人是狗,想付出信任就得承担成本,比如花时间深聊,还不保证最终不会聊到专业骗子。可区块链和加密技术结合就是台专业生产信任的机器,让冒充本身变成不可能。


    十五年前网聊时“你是谁呀?”这种问题,只要对方愿意,发问的人还没开口前就能得到准确答案,而TCP/IP下的信任成本却始终居高不下。


    我们不禁设想,如果当初TCP/IP搭载上一个“私钥-公钥非对称加密”协议,我们还会不会被大规模垃圾邮件所困扰?


    一定不会。


    因为这就能瞬间定位发件人身份,就像布满摄像头之后的十字路口,一定不会有大规模的车辆闯红灯。


    可事实是TCP/IP里找不到这个协议,这才有了后来全世界的狼狈。隐私保护、身份确认、权利归属,数据篡改,解决问题的成本越来越高,案卷从法官的写字桌堆到沙发上。


    可这些问题在事发前如果能用私钥签个名,那都不叫事。TCP/IP下这些结果也能实现,只不过需要跪求道德和法律,等待权力机关裁决,可是等着等着,成本就爬到头顶上去了


    结语


    网络世界的本源是一排排的0和1,所有通信逻辑都围绕如何传送二进制数而展开,TCP/IP协议一度是最简约明快的信息交换方式,但由此产生的问题当初谁都没有预见。


    我们不是网络工程师,没必要弄清TCP/IP旗下各种协议的细枝末节,就像围在火锅边的吃货,不需要弄清电磁炉内部的电路构造。但必须清楚,溅出来的汤汤水水可不是把锅一盖就能解决的。


    要么调小功率、要么加点高汤,满桌用户才能继续吃下去。


    但是,如果点的清汤火锅没吃两口嘴角就一直发麻,在汤里捞来绕去也找不到花椒,那很可能是火锅底座漏电了。


    锅坏了就得修,但一下两下是修不好的,就像当初TCP/IP修第一代互联网长城时,也是磨磨蹭蹭好多年。如果不是把时间拉长,我们很难感受出完整演变的历史脉络。大概率而言,区块链会重走TCP/IP的演化之路,用几十年的时间把星星之火燎成原。


    所以我们必须保持足够的耐心,因为TCP/IP带出的路让互联网偏离它的设计初衷太远,纽约时报专栏作家Steven Johnson很可能说了句实话:

    Right now, the only real hope for a revival of the open-protocol ethos lies in the blockchain. 

    就是现在,区块链是复兴开放协议精神的唯一希望。

    但唯一能证明这句话的,只有后面的事实。


    新技术不会颠覆旧世界,只是在原有底座上创造了新逻辑,好让后人沿着新的逻辑攀爬。如果历史有进步可言,不是因为我们天生比前人牛逼,而是因为我们降生在比前人更丰厚的遗产中,被更高的底座所托起。


    从这个角度望过去,比特币曾经在K线图上掀起的滔天巨浪,最终不过是两滴毛毛雨。

    本文摘自微信公众号:汤强

    微信图片_20180625193610.jpg


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  • 总是那么虚伪
    赞同来自: huitou xiaohas 路人乙 曾经别致 stabc 更多 >>

    一个免费的协议

    让大家免费使用计算机协议

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  • zhene
    赞同来自: 阿肆 暗恋 一杯酸奶

        了解什么是TCP/IP之前,我们需要知道:IP协议是网际协议,负责将信息从一处传输到另一处,这是一个单向的传输过程,TCP是传输控制协议,用语负责网上信息的正确传输,TCP/IP协议是采用分组交换技术的协议,这是一个双向传输的过程。 


         TCP/IP现在面临的问题,究其根本,也是由于网络自身存在的安全性的问题,本身它就有一定这个方面的缺陷。

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  • 辰战

    如果你觉得我太水了,请给我一个赞

    赞同来自: 西门吹雪

    这个不百度真不行啊

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  • 比你纯多了

    像花虽未红,如冰虽未冻

    赞同来自:

    TCP/IP协议应该就是现在大家用的通信协议吧?如果要说区块链是他们的解决方案的话,我觉得最大的方面在于提供了点对点的传输服务吧?点对点的传输对数据差错的控制更强,同时更隐私更安全。

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