前言
TCP/IP参考模型是计算机网络的祖父ARPANET和其后继的因特网使用的参考模型。ARPANET是由美国国防部DoD(U.S.Department of Defense)赞助的研究网络。逐渐地它通过租用的电话线连结了数百所大学和政府部门。当无线网络和卫星出现以后,现有的协议在和它们相连的时候出现了问题,所以需要一种新的参考体系结构。这个体系结构在它的两个主要协议出现以后,被称为TCP/IP参考模型(TCP/IP reference model)。
TCP/IP四层协议
TCP/IP是一组用于实现网络互连的通信协议。Internet网络体系结构以TCP/IP为核心。基于TCP/IP的参考模型将协议分成四个层次,它们分别是:应用层、传输层、网际互联层、网络接入层。
目前TCP/IP参考模型中的应用层协议主要包括以下几种:
网络终端协议Telnet
文件传输协议(File TransferProtocol,FTP)
简单的邮件传输协议(Simple Mail Transfer Protocol,SMTP)
域名系统(Domain Name System,DNS)
简单网络管理协议(Simple Network Management Protocol,SNMP)
超文本传输协议(Hyper Text Transfer Protocol,HTTP)
应用层
层次概析:
应用层对应于OSI参考模型的高层,为用户提供所需要的各种服务,例如:FTP、Telnet、DNS、SMTP等。应用层让应用程序访问其他层次的服务,并且定义了让应用交换数据的协议。这一层添加了自己的标头并向下发送到传输层。应用层主要将接收到的数据包按照协议解读成各种类型的数据,并将要发送的数据打包进传输层。应用层几乎包括了所有的高层协议。
主要协议概述:
HTTP(Hypertext Transfer Protocol,超文本传输协议):用来访问在网页服务器上的各种页面。
FTP(File Transfer Protocol,文件传输协议):为文件传输提供了途径,它允许数据从一台主机传送到另一台主机上。
DNS(Domain Name Service,域名称解析服务):用于实现从主机域名到IP地址之间的转换。
传输层
层次概析:
传输层对应于OSI参考模型的传输层,为应用层实体提供端到端的通信功能,保证了数据包的顺序传送及数据的完整性。该层定义了两个主要的协议:传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。
主要协议概述:
TCP协议(Transmission Control Protocol,传输控制协议)
TCP协议是一种可靠的面向连接的协议,它允许将一台主机的字节流(Byte Stream)无差错地传送到目标主机。TCP协议将应用层的字节流分成多个字节段(Byte Segment),然后将一个个的字段传送到互联网络层,并最终发送到目标主机。当互联网络层将接收到的子节段传送给传输层时,传输层再将多个子节段还原成原始的字节流,并传送到应用层。TCP协议同时要完成流量控制功能,协调收发双方的发送与接收速度,以达到正确的传输目的。
UDP协议(User Datagram Protocol,用户数据报协议)
UDP协议是一种不可靠的无连接协议,它主要用于不要求分组顺序到达的传输服务之中,在基于UDP协议的传输服务中,分组的传输顺序检查与排序由应用层完成。UDP协议主要面向请求-应答式的交易型应用中,一次交易往往只有一来一回两次报文交换,假如为此而建立和撤销连接将导致网络开销过大,因此,在这种情况下使用UDP就非常有效。另外,UDP协议也常用于那些对可靠性要求不高,但要求网络的延迟较小的场合,如语音和视频数据的传送等。
TCP协议提供的是一种可靠的、通过“三次握手”来连接的数据传输服务;而UDP协议提供的则是不保证可靠的(并不是不可靠)、无连接的数据传输服务。
网际互联层
层次概析:
网际互联层对应于OSI参考模型的网络层,主要解决主机到主机的通信问题。它所包含的协议设计数据包在整个网络上的逻辑传输。注重重新赋予主机一个IP地址来完成对主机的寻址,它还负责数据包在多种网络中的路由。该层有三个主要协议:网际协议(IP)、互联网组管理协议(IGMP)和互联网控制报文协议(ICMP)。
主要协议概述:
IP(Internet Protocol,互联网协议):将传输层的数据封装成数据包并完成源站点到目的站点的转发,提供无连接的、不可靠的服务。
IGMP(Internet Group Management Protocol,因特网组管理协议):负责IP组播成员管理的协议。它用来在IP主机和与其直接相邻的组播路由器之间建立、维护组播组成员关系。
ICMP(Internet Control Message Protocol,网际报文控制协议):基于IP协议在网络中发送控制消息,提供可能发生在通信环境中的各种问题反馈。通过这些信息,使管理者可以对所发生的问题作出诊断,然后采取适当的措施解决。
网络接入层
层次概析:
网络接入层负责监视数据在主机和网络之间的交换。事实上,TCP/IP本身并未定义该层的协议,而由参与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的网络接入层进行连接。(ARP)工作在此层,即OSI参考模型的数据链路层。
主要协议概述:
PPP(Point-to-Point Protocol,点对点协议):一种点对点模式的数据链路层协议,多用于广域网。
Ethernet( 以太网协议 ):一种多路访问广播型数据链路层协议,是当前应用最为广泛的局域网技术。
PPPoE(Point-to-Point Protocol over Ethernet,以太网承载PPP协议):PPPoE提供通过简单桥接访问设备(接入设备)把一个网络的多个主机连接到远程访问集中器的功能。常见的应用有家庭宽带拨号上网。