TCP/IP 體系結構


     TCP/IP 協議族實際上是由以傳輸控制協議(Transmission Control Protocol, TCP) 和因特網協議(Internet Protocol, IP) 為代表的許都協議組成的。TCP/IP協議是由美國國防部高級研究計划局DARPA(Defense Advanced Research Project Agency) 開發的,是早期ARPNAET(Advanced Research Projects Agency NetWork )上采用的一個通信協議。后來隨着計算機網絡發展成為Internet ,TCP/IP 協議成為Internet 協議標准,也是全世界使用最廣泛的工業標准。

     TCP/IP的體系結構

     TCP/IP 體系結構由一系列協議構成,其中傳輸控制協議(TCP)和因特網協議(IP) 是最重要的兩個協議,因此就把該體系結構稱為TCP/IP 體系結構。

     TCP/IP 體系結構分為網絡接口層、網際層、傳輸層和應用層4層,它同樣遵循關於體系結構的原理。

    1、網絡接口層

     為了使TCP/IP 與具體的物理傳輸媒介無關,在TCP/IP標准中沒有對數據鏈路層和物理層做出規定,只將最低的一層取名為網絡接口層,因此網絡接口層本身沒有多少內容。但是,若將沿用的其他網絡體系結構的有關協定作為這一層的協議,那么這一層的內容就多了,如各種局域網協議、廣域網協議等任何可用於IP數據交換的分組傳輸協議。當將X.25分組交換網作為傳輸IP數據報的通道時,也被視為該層的內容。在這種情況下,X.25與IP的界面被抽象的理解為網絡接口邊界。因特網底層協議的多樣性體系了TCP/IP協議的包容性和適應性,為因特網互聯異構網奠定了基礎。

    2、網際層

       網際層的主要協議是無連接的網際協議(IP)。與網際協議配合使用的還有地址解析協議(ARP)、逆地址解析協議(RARP)和因特網控制報文協議(ICMP)等。由於網際協議是用來使互聯起來的許多計算機網絡能夠進行通信,因此TCP/IP 體系中的網絡層常被稱為網際層或IP層。嚴格地講TCP/IP的IP層已經不完全對應於OSI的網際層,因為IP層的ARP和RARP協議都用到鏈路層的MAC地址通信,傳輸的數據單位是IP數據報。網際層的功能主要有以下3個方面:

     1、 將傳輸層送來的報文段或用戶數據報裝入IP數據報,填完報頭,選擇到達目的主機的路由,將IP數據報發往適當的網絡接口。

     2、對從網絡接口收到的IP數據報,首先檢查其合理性,然后進行尋徑,若該數據報已經到達目的地(本機),則去掉報頭,將剩下的數據部分交給傳輸層;否則,轉發該IP數據報。

     3、處理網際層差錯與控制報文ICMP,處理路徑、流量控制、擁塞等問題。

  3、傳輸層

       TCP/IP的傳輸層提供端到端(應用進程間)的通信服務,其功能包括:

        格式化信息流。

        提供端到端的可靠傳輸。

       解決不同應用程序的識別問題。

   傳輸層傳送的數據單位是報文段(Segment) 或用戶數據報。傳輸層有TCP和UDP  兩個協議,他們都是建立在IP協議基礎上的。其中傳輸控制協議(TCP)提供可靠的面向連接服務,用戶數據報協議(UDP)提供無連接服務。

4、應用層

   TCP/IP的應用層對應於OSI/RM的會話層、表示層和應用層,向用戶提供一組常用的應用協議。應用層協議可分為以下3類:

         依賴於TCP的應用協議,如遠程終端(Telent)、文件傳輸型的電子郵件協議(SNMP)、文件傳輸協議(FTP)、超文本傳輸協議(HTTP)、外部網關協議(BGP)等。

         依賴於UDP的協議,例如單純的文件傳輸協議(TFTP)、簡單網絡管理協議(SNMP)、域名系統(DNS)、內部網關協議(RIP)、動態主機配置協議(DHCP)和引導程序協議(BOOTP)等。

        依賴於TCP和UDP的協議,如通信用管理信息協議(CMOT)。當然,一些沒有標准化的建立在TCP/IP協議簇之上的用戶應用程序(或專用程序)也屬於應用層。

TCP/IP已經廣泛應用於各種網絡中,不論是局域網還是廣域網都可以用TCP/IP來構造網絡環境。除了UNIX外,Windows 、Netware 等一些著名的網絡操作系統也都將TCP/IP納入其體系結構中。TCP/IP為核心協議的Internet更加促進了TCP/IP的應用和發展,該協議已經成為事實上的國際標准。

   TCP/IP 協議之所以能夠迅速發展,是因為它適應了世界范圍內數據通信的需要,具有以下特點:

       協議標准具有開放性,其獨立於特定的計算機硬件與操作系統,可以免費使用。

       統一分配網絡地址,使得整個TCP/IP設備在網絡中具有唯一的IP地址。

       實現了高層協議的標准化,能為用戶提供多種可靠服務。

  


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