TCP和IP协议为什么是分层的呢,不懂

TCP和IP协议为什么是分层的呢,不懂,第1张

TCP/IP协议:世界上有各种不同类型的计算机,也有不同的 *** 作系统,要想让这些装有不同 *** 作系统的不同类型计算机互相通讯,就必须有统一的标准。TCP/IP协议就是目前被各方面遵从的网际互联工业标准。
TCP/IP协议(Transfer Controln Protocol/Internet Protocol)叫做传输控制/网际协议,又叫网络通讯协议,这个协议是Internet国际互联网络的基础。
TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议,传输控制协议(TCP)和网际协议(IP),但TCP/IP实际上是一组协议,它包括上百个各种功能的协议,如:远程登录、文件传输和电子邮件等,而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族,而不单单是TCP和IP。
TCP/IP是用于计算机通信的一组协议,我们通常称它为TCP/IP协议族。它是70年代中期美国国防部为其ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准,以它为基础组建的INTERNET是目前国际上规模最大的计算机网络,正因为INTERNET的广泛使用,使得TCP/IP成了事实上的标准。
之所以说TCP/IP是一个协议族,是因为TCP/IP协议包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNETFTP、SMTP、ARP、TFTP等许多协议,这些协议一起称为TCP/IP协议。以下我们对协议族中一些常用协议英文名称和用途作一介绍:
TCP(Transport Control Protocol)传输控制协议
IP(Internetworking Protocol)网间网协议
UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议
ICMP(Internet Control Message Protocol)互联网控制信息协议
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传输协议
SNMP(Simple Network manage Protocol)简单网络管理协议
FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议
ARP(Address Resolation Protocol)地址解析协议
从协议分层模型方面来讲,TCP/IP由四个层次组成:网络接口层、网间网层、传输层、应用层。
其中:
网络接口层 这是TCP/IP软件的最低层,负责接收IP数据报并通过网络发送之,或者从网络上接收物理帧,抽出IP数据报,交给IP层。
网间网层 负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。一、处理来自传输层的分组发送请求,收到请求后,将分组装入IP数据报,填充报头,选择去往信宿机的路径,然后将数据报发往适当的网络接口。二、处理输入数据报:首先检查其合法性,然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机,则去掉报头,将剩下部分交给适当的传输协议;假如该数据报尚未到达信宿,则转发该数据报。三、处理路径、流控、拥塞等问题。
传输层 提供应用程序间的通信。其功能包括:一、格式化信息流;二、提供可靠传输。为实现后者,传输层协议规定接收端必须发回确认,并且假如分组丢失,必须重新发送。
应用层 向用户提供一组常用的应用程序,比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。
前面我们已经学过关于OSI参考模型的相关概念,现在我们来看一看,相对于七层协议参考模型,TCP/IP协议是如何实现网络模型的。
OSI中的层
功能
TCP/IP协议族
应用层
文件传输,电子邮件,文件服务,虚拟终端
TFTP,>TCP/IP 的起源历史
早期的电脑,并非如我们日常生活中见到的个人 PC 那样细小;它们大都是以一个集中的中央运算系统,用一定的线路与终端系统(输入输出设备)连接起来。这样的一个连接系统,就是网路的最初出现形式。
各个网路都使用自己的一套规则协定,可以说是相互独立的。
在 1969 年,为美苏冷战期间,美国政府机构试图发展出一套机制,用来连接各个离散的网路系统,以应付战争危机的需求。这个计划,就是由美国国防部委托 Advanced Research Project Agency 发展的 ARPANET 网路系统,研究当部份电脑网路遭到工具而瘫痪后,是否能够透过其他未瘫痪的线路来传送资料。
ARPANET 的构想和原理,除了研发出一套可靠的资料通讯技术外,还同时要兼顾跨平台作业。后来,ARPANET 的实验非常成功,从而奠定了今日的网际网路模式,它包括了一组电脑通讯细节的网路标准,以及一组用来连接网路和选择网路交通路径的协定,就是大名鼎鼎的 TCP/IP 网际网路协定。 时至 1983 年,美国国防部下令用于连接长距离的网路的电话都必须适应 TCP/IP,同时 Defense Communication Agency (DCA) 将 ARPANET (Advanced Research Projects Agency Net)分成两个独立的网路:一个用于研究用途,依然叫做 ARPANET;另一个用于军事通讯,则称为 MILNET (Military Network)。
ARPA 后来发展出一个便宜版本,以鼓励大学和研究人员来采用它的协定,其时正适逢大部份大学电脑学系的 UNIX 系统需要连接它们的区域网路。由于 UNIX 系统上面研究出来的许多抽象概念与 TCP/IP 的特性有非常高度的吻合,再加上设计上的公开性,而导致其它组织也纷纷使用 TCP/IP 协定。从 1985 年开始,TCP/IP 网路迅速扩展至美国、欧洲好几百个大学、政府机构、研究实验室。它的发展大大超过了人们的预期,而且每年以超过 15% 的速度成长,到了 1994 年,使用 TCP/IP 协定的电脑已经超过三百万台之多。及后数年,由于 Internet 的爆炸性成长,TCP/IP 协定已经成为无人不知、无人不用的电脑网路协定了。
TCP/IP 之标准制定
虽然 ARPA 计划从 1970 年就开始发展交换网路技术,到了 1979 年 ARPA 组织了一个委员会叫做 Initernet Control and Configuration Board (ICCB),但事实上 TCP/IP 协定并不属于某一特定厂商和机构。它的标准是由 Internet Architecture Board (IAB) 所制定的。IAB 目前从属于 The Internet Society (ISOC),专门在技术上作监控及协调,且负责最终端评估及科技监控。
IAB 组织除了自身的委员会之外,它主要包含两个主要团体:InternetResearch Task Force (IRTF) ,和 Internet Engineering Task Force (IETF)。这两个团体的职能各有不同,IRTF 主要致力于短期和中期的难题;而 IETF 则着重处理单一的特别事件,其下又分出许多不同题目的成员与工作小组,各自从事不同的研究项目,研发出网际网路的标准与规格。
由于 TCP/IP 技术的公开性,它不属于任何厂商或专业协会所有,因此关于它的相关资讯,是由一个叫 Internet Network Information Center (INTERNIC) 来维护和发表,以及处理许多网路管理细节(如 DNS 等)。TCP/IP 的标准大部份都以 Request For Comment (RFC) 技术报告的形式公开。RFC 文件包含了所有 TCP/IP 协定标准,以及其最新版本。RFC 所涵盖的内容和细节非常广,也可以为新协定的标准和计划,但不能以学术研究论文的方式来编辑。RFC 有许多有趣且实用的资讯,并非仅限于正式的数据通讯协定规范而已。
RFC 在全世界很多地方都有它的复制文件,可以轻易透过电子邮件、FTP 等方式从网际网路取得。例如,您可以可以用 guest 的身份 FTP 至 dsinternicnet 或 ftp://nicmeritedu/internet/documents/rfc/ 下载相关的 RFC 文件。
RFC 是依据其所写的时间顺序来编号的,不过 RFC1000 这份文件,可以用来做 RFC 文件的指引,却是一个不错的起始点。阅读及研究 RFC,恐怕是每一个网络系统管理员必不可少的题目了吧。
TCP/IP 的应用
TCP/IP 可以用在任何互连网路上的通讯,其可行性在许多地方都已经得到证实,包括了家庭、校园、公司以及全球 61 个国家实验室。例如在美国就有 National Science Foundation (NFS )、Department of Energy (DDE)、Department of Defense (DOD)、Health and Human Services Agency (HHS),以及 National Aeronautics and Space Administration (NASA),等大机构投注了相当大的资源来开发和应用 TCP/IP 网路。
这些技术的应用,让所有与网路相连的研究人员能够和全世界的同僚们共同分享资料和研究成果,感觉就像隔壁一样。网路证明了 TCP/IP 的可行性和它优秀的整合性,使之能适应各种不同的现行网路技术。对今天的网路发展局面来说,TCP/IP 的实作可以说是一个卓越的成就。
TCP/IP 协定不仅成功的连接了不同网路,而且许多应用程式和概念也是完全以 TCP/IP 协定为基础发展出来,从而让不同的厂商能够忽略硬体结构开发出共同的应用程式,例如今天应用广泛的 >分类: 电脑/网络 >> 互联网
解析:

TCP/IP(传输控制协议/网间协议)是一种网络通信协议,它规范了网络上的所有通信设备,尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。TCP/IP是INTERNET的基础协议,也是一种电脑数据打包和寻址的标准方法。在数据传送中,可以形象地理解为有两个信封,TCP和IP就像是信封,要传递的信息被划分成若干段,每一段塞入一个TCP信封,并在该信封面上记录有分段号的信息,再将TCP信封塞入IP大信封,发送上网。在接受端,一个TCP软件包收集信封,抽出数据,按发送前的顺序还原,并加以校验,若发现差错,TCP将会要求重发。因此,TCP/IP在INTERNET中几乎可以无差错地传送数据。在任何一个物理网络中,各站点都有一个机器可识别的地址,该地址叫做物理地址物理地址有两个

特点:

(1)物理地址的长度,格式等是物理网络技术的一部分,物理网络不同,物理地址也不同

(2)同一类型不同网络上的站点可能拥有相同的物理地址
以上两点决定了,不能用物理网络进行网间网通讯

在网络术语中,协议中,协议是为了在两台计算机之间交换数据而预先规定的标准。TCP/IP并不是一个而是许多协议,这就是为什么你经常听到它代表一个协议集的原因,而TCP和IP只是其中两个基本协议而已。

你装在计算机-的TCP/IP软件提供了一个包括TCP、IP以及TCP/IP协议集中其它协议的工具平台。特别是它包括一些高层次的应用程序和FTP(文件传输协议),它允许用户在命令行上进行网络文件传输。

TCP/IP是美国 资助的高级研究计划署(ARPA)在二十世纪七十年代的一个研究成果,用来使全球的研究网络联在一起形成一个虚拟网络,也就是国际互联网。原始的Inter通过将已有的网络如ARPA转换到TCP/IP上来而形成,而这个Inter最终成为如今的国际互联网的骨干网。

如今TCP/IP如此重要的原因,在于它允许独立的网格加入到Inter或组织在一起形成私有的内部网(Intra)。构成内部网的每个网络通过一种-做路由器或IP路由器的设备在物理上联接在一起。路由器是一台用来从一个网络到另一个网络传输数据包的计算机。在一个使用TCP/IP的内部网中,信息通过使用一种独立的叫做IP包(IPpacket)或IP数据报(IP datagrams)的数据单元进--传输。TCP/IP软件使得每台联到网络上的计算机同其它计算机“看”起来一模一样,事实上它隐藏了路由器和基本的网络体系结构并使其各方面看起来都像一个大网。如同联入以太网时需要确认一个48位的以太网地址一样,联入一个内部网也需要确认一个32位的IP地址。我们将它用带点的十进制数表示,如1281023。给定一个远程计算机的IP地址,在某个内部网或Inter上的本地计算机就可以像处在同一个物理网络中的两台计算机那样向远程计算机发送数据。

TCP/IP提供了一个方案用来解决属于同一个内部网而分属不同物理网的两台计算机之间怎样交换数据的问题。这个方案包括许多部分,而TCP/IP协议集的每个成员则用来解决问题的某一部分。如TCP/IP协议集中最基本的协议-IP协议用来在内部网中交换数据并且执行一项重要的功能:路由选择--选择数据报从A主机到B主机将要经过的路径以及利用合适的路由器完成不同网络之间的跨越(hop)。

TCP是一个更高层次的它允许运行在在不同主机上的应用程序相互交换数据流。TCP将数据流分成小段叫做TCP数据段(TCP segments),并利用IP协议进行传输。在大多数情况下,每个TCP数据段装在一个IP数据报中进行发送。但如需要的话,TCP将把数据段分成多个数据报,而IP数据报则与同一网络不同主机间传输位流和字节流的物理数据帧相容。由于IP并不能保证接收的数据报的顺序相一致,TCP会在收信端装配TCP数据段并形成一个不间断的数据流。FTP和Tel就是两个非常流行的依靠TCP的TCP/IP应用程序。

另一个重要的TCP/IP协议集的成员是用户数据报协议(UDP),它同TCP相似但比TCP原始许多。TCP是一个可靠的协议,因为它有错误检查和握手确认来保证数据完整的到达目的地。UDP是一个“不可靠”的协议,因为它不能保证数据报的接收顺序同发送顺序相同,甚至不能保证它们是否全部到达。如果有可靠性要求,则应用程序避免使用它。同许多TCP/IP工具同时提供的SNMP(简单网络管理协议)就是一个使用UDP协议的应用例子。

其它TCP/IP协议在TCP/IP网络中工作在幕后,但同样也发挥着重要作用。例如地址转换协议(ARP)将IP地址转换为物理网络地址如以太网地址。而与其对应的反向地址转换协议(RARP)做相反的工作,即将物理网络地址转换为IP地址。网际控制报文协议(ICMP)则是一个支持性协议,它利用IP完成IP数据报在传输时的控制信息和错误信息的传输。例如,如果一个路由器不能向前发送一个IP数据报,它就会利用ICMP来告诉发送者这里出现了问题。


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