计算机网络:第七章 - TCPIP协议簇 541次阅读 计算机网络 2022-09-09 目录 [TOC] ![](https://picture-host-1304031833.cos.ap-beijing.myqcloud.com/SiYuan/SplitLine/SplitLine-01.gif) TCP/IP 协议簇是 Internet 的基础,也是当今最流行的组网形式。TCP/IP 是一组协议的代名词,包括许多别的协议,组成了 TCP/IP 协议簇。 ![](https://picture-host-1304031833.cos.ap-beijing.myqcloud.com/SiYuan/%E6%8A%80%E6%9C%AF%E5%9F%9F/%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E7%BD%91%E7%BB%9C/Unit7/CNET.Unit7.%281_1%29.png) ![](https://picture-host-1304031833.cos.ap-beijing.myqcloud.com/SiYuan/SplitLine/SplitLine-01.gif) # 一、简介 TCP/IP 传输协议,即传输控制/网络协议,也叫作网络通讯协议。它是在网络的使用中的最基本的通信协议。 TCP/IP 传输协议对互联网中各部分进行通信的标准和方法进行了规定。并且,TCP/IP 传输协议是保证网络数据信息及时、完整传输的两个重要的协议。 TCP/IP 传输协议是严格来说是一个四层的体系结构,应用层、传输层、网络层和数据链路层都包含其中。 TCP/IP 协议是 Internet 最基本的协议,其中: * 应用层的主要协议有 Telnet、FTP、SMTP 等,是用来接收来自传输层的数据或者按不同应用要求与方式将数据传输至传输层; * 传输层的主要协议有 UDP、TCP,是使用者使用平台和计算机信息网内部数据结合的通道,可以实现数据传输与数据共享; * 网络层的主要协议有 ICMP、IP、IGMP,主要负责网络中数据包的传送等; * 网络访问层,也叫网路接口层或数据链路层,主要协议有 ARP、RARP,主要功能是提供链路管理错误检测、对不同通信媒介有关信息细节问题进行有效处理等。 ![](https://picture-host-1304031833.cos.ap-beijing.myqcloud.com/SiYuan/SplitLine/SplitLine-01.gif) # 二、TCP/IP 协议的组成 ![](https://picture-host-1304031833.cos.ap-beijing.myqcloud.com/SiYuan/%E6%8A%80%E6%9C%AF%E5%9F%9F/%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E7%BD%91%E7%BB%9C/Unit7/CNET.Unit7.%282_1%29.png) TCP/IP 协议在一定程度上参考了 OSI 的体系结构。OSI 模型共有七层,从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。但是这显然是有些复杂的,所以在 TCP/IP 协议中,它们被简化为了四个层次。 > (1)应用层、表示层、会话层三个层次提供的服务相差不是很大,所以在 TCP/IP 协议中,它们被合并为应用层一个层次。 > > (2)由于运输层和网络层在网络协议中的地位十分重要,所以在 TCP/IP 协议中它们被作为独立的两个层次。 > > (3)因为数据链路层和物理层的内容相差不多,所以在 TCP/IP 协议中它们被归并在网络接口层一个层次里。只有四层体系结构的 TCP/IP 协议,与有七层体系结构的 OSI 相比要简单了不少,也正是这样,TCP/IP 协议在实际的应用中效率更高,成本更低。 应用层:应用层是 TCP/IP 协议的第一层,是直接为应用进程提供服务的。 1. 对不同种类的应用程序它们会根据自己的需要来使用应用层的不同协议,邮件传输应用使用了 SMTP 协议、万维网应用使用了 HTTP 协议、远程登录服务应用使用了有 TELNET 协议。 2. 应用层还能加密、解密、格式化数据。 3. 应用层可以建立或解除与其他节点的联系,这样可以充分节省网络资源。 运输层:作为 TCP/IP 协议的第二层,运输层在整个 TCP/IP 协议中起到了中流砥柱的作用。且在运输层中,TCP 和 UDP 也同样起到了中流砥柱的作用。 网络层:网络层在 TCP/IP 协议中的位于第三层。在 TCP/IP 协议中网络层可以进行网络连接的建立和终止以及 IP 地址的寻找等功能。 网络接口层:在 TCP/IP 协议中,网络接口层位于第四层。由于网络接口层兼并了物理层和数据链路层所以,网络接口层既是传输数据的物理媒介,也可以为网络层提供一条准确无误的线路。 ![](https://picture-host-1304031833.cos.ap-beijing.myqcloud.com/SiYuan/SplitLine/SplitLine-01.gif) # 三、通信过程 * 在网络通信的过程中,将发出数据的主机称为源主机,接收数据的主机称为目的主机。 * 当源主机发出数据时,数据在源主机中从上层向下层传送。 * 源主机中的应用进程先将数据交给应用层,应用层加上必要的控制信息就成了报文流,向下传给传输层。 * 传输层将收到的数据单元加上本层的控制信息,形成报文段、数据报,再交给网际层。 * 网际层加上本层的控制信息,形成 IP 数据报,传给网络接口层。 * 网络接口层将网际层交下来的 IP 数据报组装成帧,并以比特流的形式传给网络硬件(即物理层),数据就离开源主机。 ![](https://picture-host-1304031833.cos.ap-beijing.myqcloud.com/SiYuan/SplitLine/SplitLine-01.gif) # 四、相关协议 > 括号内容:TCP/IP 模型 - 五层模型 ## (一)SLIP 协议(网络接口层 - 数据链路层) SLIP 提供在串行通信线路上封装 IP 分组的简单方法,使远程用户通过电话线和 MODEM 能方便地接入 TCP/IP 网络。SLIP 是一种简单的组帧方式,但使用时还存在一些问题。首先,SLIP 不支持在连接过程中的动态 IP 地址分配,通信双方必须事先告知对方 IP 地址,这给没有固定 IP 地址的个人用户上 INTERNET 网带来了很大的不便。其次,SLIP 帧中无校验字段,因此链路层上无法检测出差错,必须由上层实体或具有纠错能力 MODEM 来解决传输差错问题。 ## (二)PPP 协议(网络接口层 - 数据链路层) 为了解决 SLIP 存在的问题,在串行通信应用中又开发了 PPP 协议。PPP 协议是一种有效的点对点通信协议,它由串行通信线路上的组帧方式,用于建立、配制、测试和拆除数据链路的链路控制协议 LCP 及一组用以支持不同网络层协议的网络控制协议 NCPs 三部分组成。PPP 中的 LCP 协议提供了通信双方进行参数协商的手段,并且提供了一组 NCPs 协议,使得 PPP 可以支持多种网络层协议,如 IP,IPX,OSI 等。另外,支持 IP 的 NCP 提供了在建立链接时动态分配 IP 地址的功能,解决了个人用户上 INTERNET 网的问题。 ## (三)IP 协议(网络层) 即互联网协议(Internet Protocol),它将多个网络连成一个互联网,可以把高层的数据以多个数据包的形式通过互联网分发出去。IP 的基本任务是通过互联网传送数据包,各个 IP 数据包之间是相互独立的。 ## (四)ICMP 协议(网络层) 即互联网控制报文协议。从 IP 互联网协议的功能,可以知道 IP 提供的是一种不可靠的无连接报文分组传送服务。若路由器或主机发生故障时网络阻塞,就需要通知发送主机采取相应措施。为了使互联网能报告差错,或提供有关意外情况的信息,在 IP 层加入了一类特殊用途的报文机制,即 ICMP。分组接收方利用 ICMP 来通知 IP 模块发送方,进行必需的修改。ICMP 通常是由发现报文有问题的站产生的,例如可由目的主机或中继路由器来发现问题并产生的 ICMP。如果一个分组不能传送,ICMP 便可以被用来警告分组源,说明有网络,主机或端口不可达。ICMP 也可以用来报告网络阻塞。 ## (五)ARP 协议(网络层) 即地址转换协议。在 TCP/IP 网络环境下,每个主机都分配了一个 32 位的 IP 地址,这种互联网地址是在网际范围标识主机的一种逻辑地址。为了让报文在物理网上传送,必须知道彼此的物理地址。这样就存在把互联网地址变换成物理地址的转换问题。这就需要在网络层有一组服务将 IP 地址转换为相应物理网络地址,这组协议即 ARP。 ## (六)TCP 协议(传输层) 即传输控制协议,它提供的是一种可靠的数据流服务。当传送受差错干扰的数据,或举出网络故障,或网络负荷太重而使网际基本传输系统不能正常工作时,就需要通过其他的协议来保证通信的可靠。TCP 就是这样的协议。TCP 采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。并使用“滑动窗口”的流量控制机制来提高网络的吞吐量。TCP 通信建立实现了一种“虚电路”的概念。双方通信之前,先建立一条链接然后双方就可以在其上发送数据流。这种数据交换方式能提高效率,但事先建立连接和事后拆除连接需要开销。 ## (七)UDP 协议(传输层) 即用户数据包协议,它是对 IP 协议组的扩充,它增加了一种机制,发送方可以区分一台计算机上的多个接收者。每个 UDP 报文除了包含数据外还有报文的目的端口的编号和报文源端口的编号,从而使 UDP 软件可以把报文递送给正确的接收者,然后接收者要发出一个应答。由于 UDP 的这种扩充,使得在两个用户进程之间递送数据包成为可能。我们频繁使用的 OICQ 软件正是基于 UDP 协议和这种机制。 ## (八)FTP 协议(应用层) 即文件传输协议,它是网际提供的用于访问远程机器的协议,它使用户可以在本地机与远程机之间进行有关文件的操作。FTP 工作时建立两条 TCP 链接,分别用于传送文件和用于传送控制。FTP 采用客户/服务器模式?它包含客户 FTP 和服务器 FTP。客户 FTP 启动传送过程,而服务器 FTP 对其作出应答。 ## (九)DNS 协议(应用层) 即域名服务协议,它提供域名到 IP 地址的转换,允许对域名资源进行分散管理。DNS 最初设计的目的是使邮件发送方知道邮件接收主机及邮件发送主机的 IP 地址,后来发展成可服务于其他许多目标的协议。 ## (十)SMTP 协议(应用层) 即简单邮件传送协议互联网标准中的电子邮件是一个简单的基于文本的协议,用于可靠、有效地数据传输。SMTP 作为应用层的服务,并不关心它下面采用的是何种传输服务,它可通过网络在 TXP 链接上传送邮件,或者简单地在同一机器的进程之间通过进程通信的通道来传送邮件,这样,邮件传输就独立于传输子系统,可在 TCP/IP 环境或 X.25 协议环境中传输邮件。 如果您觉得文章对您有帮助,请点击文章正下方的小**红心**一下。您的鼓励是博主的最大动力! 4 最后一次更新于2022-10-23 计算机网络
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