tcpip详解(tcpip四层模型的功能)

TCP/IP协议,包含了一系列构成互联网根底的网络协议。这些协议最早发源于美国国防部的ARPA网项目。TCP/IP字面上代表了两个协议:TCP(传输操控协议)和IP(网际协议)。

1983年1月1日,在因特网的前身(ARPA网)中,TCP/IP协议替代了旧的网络核心协议(NCP,NetworkCoreProtocol),然后成为今日的互联网的基石。最早的TCP/IP由VintonCerf和RobertKahn两位开发,慢慢地通过竞赛战胜了其他一些网络协议的计划,比方国际标准化组织ISO的OSI模型。TCP/IP的蓬勃发展产生在上世纪的90年代中期。其时一些重要而牢靠的工具的出世,例如页面描述语言HTML和浏览器Mosaic,导致了互联网运用的飞速发展。

随着互联网的发展,目前盛行的IPv4协议(网际协议版别四)已经挨近它的功用上限。IPv4最致命的两个缺陷在与:

地址只要32位,IP地址空间有限;

不支撑服务等级(QualityofService,QoS)的想法,无法管理带宽和优先级,故而不能很好的支撑现今越来越多的实时的语音和视频运用。因而IPv6(网际协议版别六)浮出海面,用以替代IPv4。

TCP/IP成功的另一个因素在于对为数众多的低层协议的支撑。这些低层协议对应与OSI模型中的第一层(物理层)和第二层(数据链路层)。每层的一切协议几乎都有一半数量的支撑TCP/IP,例如:以太网(Ethernet),令牌环(TokenRing),光纤数据散布接口(FDDI),端对端协议(PPP),X.25,帧中继(FrameRelay),ATM,Sonet,SDH等。

TCP/IP协议栈组成

整个通讯网络的任务,可以划分成不同的功用区块,即所谓的层级(layer)。用于互联网的协议可以比照TCP/IP参阅模型进行分类。TCP/IP协议栈起始于第三层协议IP(网际协议)。一切这些协议都在相应的RFC文档中评论及标准化。重要的协议在相应的RFC文档中均标记了状况:“必须”(required),“推荐”(recommended),“可选”(elective)。其他的协议还可能有“实验”(experimental)或“历史”(historic)的状况。”

必须协议

一切的TCP/IP运用都必须完结IP和ICMP。关于一个路由器(router)而言,有这两个协议就可以运作了,虽然从运用的视点来看,这样一个路由器含义不大。实践的路由器一般还需求运转许多“推荐“运用的协议,以及一些其他的协议。

几乎一切连接到互联网上的核算机上都存在的IPv4协议出生在1981年,今日的版别和最早的版别并没有多少改动。升级版IPv6的作业始于1995年,目的在与替代IPv4。ICMP协议首要用于收集有关网络的信息查找过错等作业。

范例:不同核算机运转的不同协议

一个简单的路由器上可能会完结ARP,IP,ICMP,UDP,SNMP,RIP。

WWW用户端运用ARP,IP,ICMP,UDP,TCP,DNS,HTTP,FTP。

一台用户电脑上还会运转如TELNET,SMTP,POP3,SNMP,ECHO,DHCP,SSH,NNTP。

无盘设备可能会在固件比方ROM中完结了ARP,IP,ICMP,UDP,BOOT,TFTP(均为面向数据报的协议,完结起来相对简单)。

TCP/IP参阅模型

TCP/IP参阅模型是一个笼统的分层模型,这个模型中,一切的TCP/IP系列网络协议都被归类到4个笼统的”层”中。每一笼统层建立在低一层供给的服务上,并且为高一层供给服务。

完结一些特定的任务需求众多的协议协同作业,这些协议散布在参阅模型的不同层中的,因而有时称它们为一个协议栈。

TCP/IP参阅模型为TCP/IP协议栈订身制作。其间IP协议只关怀怎么使得数据可以跨过本地网络边界的问题,而不关怀怎么运用传输媒体,数据怎么传输。整个TCP/IP协议栈则担任处理数据怎么通过许许多多个点对点通路(一个点对点通路,也称为一”跳”,1hop)顺利传输,由此不同的网络成员可以在许多”跳”的根底上建立相互的数据通路。

如想分析更遍及的网络通讯问题,ISO的OSI模型也能起更好的协助作用。

因特网协议组是一组完结支撑因特网和大多数商业网络运转的协议栈的网络传输协议。它有时也被称为TCP/IP协议组,这个称号来源于其间两个最重要的协议:传输操控协议(TCP)和因特网协议(IP),它们也是最先界说的两个协议。

同许多其他协议相同网络传输协议也可以看作一个多层组合,每层处理数据传输中的一组问题并且向运用这些低层服务的高层供给界说好的服务。高层逻辑上与用户更为挨近,所处理数据更为笼统,它们依赖于低层将数据转换成最终可以进行物理操控的形式。

网络传输协议可以大致匹配到一些厂商喜欢运用的固定7层的OSI模型。可是并不是一切这些层可以很好地与依据ip的网络对应(依据运用的规划和支撑网络的不同它们确实是涉及到不同的层)并且一些人以为企图将因特网协以组对应到OSI会带来混杂而不是有所协助。

因特网协议栈中的层

人们已经进行了一些评论关于怎么将TCP/IP参阅模型映射到到OSI模型。因为TCP/IP和OSI模型组不能精确地匹配,还没有一个完全正确的答案。

别的,OSI模型下层还不具备可以真实占据真实层的方位的能力;在传输层和网络层之间还需求别的一个层(网络互连层)。特定网络类型专用的一些协议应该运转在网络层上,可是却运转在根本的硬件帧交换上。相似协议的比如有地址解析协议和生成树协议(用来保持冗余网桥的空闲状况直到真实需求它们)。可是,它们是本地协议并且在网络互连功用下面运转。不可否认,将两个组(更不用说它们只是运转在如ICMP等不同的互连网络协议上的逻辑上的网络层的一部分)整个放在同一层会引起混杂,可是OSI模型还没有复杂到可以做更好的作业。

下面的图表企图显示不同的TCP/IP和其他的协议在最初OSI模型中的方位:

一般人们以为OSI模型的最上面三层(运用层、表明层和会话层)在TCP/IP组中是一个运用层。因为TCP/IP有一个相对较弱的会话层,由TCP和RTP下的打开和关闭连接组成,并且在TCP和UDP下的各种运用供给不同的端口号,这些功用可以被单个的运用程序(或许那些运用程序所运用的库)增加。与此相似的是,IP是依照将它下面的网络当作一个黑盒子的思想规划的,这样在评论TCP/IP的时候就可以把它当作一个独立的层。
图片[1]-tcpip详解(tcpip四层模型的功能)-小白之家,tcpip四层模型的功能,OSI七层模型在提出时的起点是根据标准化的考虑,而没有考虑到具体的市场需求,使得该模型结构杂乱,部分功用冗余,因而彻底完成OSI参阅模型的系统不多。而TCP/IP参阅模型直接面向市场需求,完成起来也比较容易,因而在一经提出便得到了广泛的使用。根据TCP/IP的参阅模型将协议分成四个层次,如上图所示,它们分别是:网络拜访层、网际互联层、传输层、和使用层。

①网络接入层

网络接入层的功用对应于OSI参阅模型中的物理层和数据链路层,它担任监督数据在主机和网络之间的交换。事实上,TCP/IP并未真正描述这一层的完成,而由参加互连的各网络使用自己的物理层和数据链路层协议,然后与TCP/IP的网络接入层进行衔接,因而具体的完成方法将随着网络类型的不同而有所差异。

②网际互联层

网际互联层对应OSI参阅模型的网络层,主要担任相同或不同网络中计算机之间的通讯。在网际互联层,IP协议提供的是一个不可靠、无衔接的数据报传递服务。该协议完成两个基本功用:寻址和分段。根据数据报报头中的意图地址将数据传送到意图地址,在这个过程中IP担任选择传送道路。除了IP协议外,该层另外两个主要协议是互联网组办理协议(IGMP)和互联网控制报文协议(ICMP)。

③传输层

该层对应于OSI参阅模型的传输层,为上层实体提供源端到对端主机的通讯功用。传输层定义了两个主要协议:传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。其间面向衔接的TCP协议确保了数据的传输可靠性,面向无衔接的UDP协议可以完成数据包简单、快速地传输。

④使用层

TCP/IP模型将OSI参阅模型中的会话层、表明层和使用层的功用合并到一个使用层完成,经过不同的使用层协议为不同的使用提供服务。例如:FTP、Telnet、DNS、SMTP等。

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