TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簡(jiǎn)介
TCP/IP協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，是Internet的語(yǔ)言，可以說(shuō)沒(méi)有TCP/IP協(xié)議就沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)的今天。那么什么是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議呢?下面yjbys小編為大家分享網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義，快來(lái)看看吧!
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議即網(wǎng)絡(luò)中(包括互聯(lián)網(wǎng))傳遞、管理信息的一些規(guī)范。如同人與人之間相互交流是需要遵循一定的規(guī)矩一樣，計(jì)算機(jī)之間的相互通信需要共同遵守一定的規(guī)則，這些規(guī)則就稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
定義
TCP/IP是“transmission Control Protocol/Internet Protocol”的簡(jiǎn)寫，中文譯名為傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議， TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)間協(xié)議)是一種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，它規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)上的所有通信設(shè)備，尤其是一個(gè)主機(jī)與另一個(gè)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)往來(lái)格式以及傳送方式。TCP/IP是INTERNET的基礎(chǔ)協(xié)議，也是一種電腦數(shù)據(jù)打包和尋址的標(biāo)準(zhǔn)方法。在數(shù)據(jù)傳送中，可以形象地理解為有兩個(gè)信封，TCP和IP就像是信封，要傳遞的信息被劃分成若干段，每一段塞入一個(gè)TCP信封，并在該信封面上記錄有分段號(hào)的信息，再將TCP信封塞入IP大信封，發(fā)送上網(wǎng)。在接受端，一個(gè)TCP軟件包收集信封，抽出數(shù)據(jù)，按發(fā)送前的順序還原，并加以校驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，TCP將會(huì)要求重發(fā)。因此，TCP/IP在INTERNET中幾乎可以無(wú)差錯(cuò)地傳送數(shù)據(jù)。 對(duì)普通用戶來(lái)說(shuō)，并不需要了解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的整個(gè)結(jié)構(gòu)，僅需了解IP的地址格式，即可與世界各地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。
簡(jiǎn)介
每一層負(fù)責(zé)不同的功能：
1) 鏈路層，有時(shí)也稱作數(shù)據(jù)鏈路層或網(wǎng)絡(luò)接口層，通常包括操作系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和計(jì)算機(jī)中對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口卡。它們一起處理與電纜(或其他任何傳輸媒介)的物理接口細(xì)節(jié)。
2) 網(wǎng)絡(luò)層，有時(shí)也稱作互聯(lián)網(wǎng)層，處理分組在網(wǎng)絡(luò)中的活動(dòng)，例如分組的選路。在TCP/IP協(xié)議族中，網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議包括IP協(xié)議(網(wǎng)際協(xié)議)，ICMP協(xié)議(internet互聯(lián)網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議)，以及IGMP協(xié)議(internet組治理協(xié)議)。
3 ) 傳輸層，主要為兩臺(tái)主機(jī)上的應(yīng)用程序提供端到端的通信。在TCP/IP協(xié)議族中，有兩個(gè)互不相同的傳輸協(xié)議： TCP(傳輸控制協(xié)議)和UDP(用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)。
TCP為兩臺(tái)主機(jī)提供高可靠性的數(shù)據(jù)通信。它所做的工作包括把應(yīng)用程序交給它的數(shù)據(jù)分成合適的小塊交給下面的網(wǎng)絡(luò)層，確認(rèn)接收到的分組，設(shè)置發(fā)送最后確認(rèn)分組的超時(shí)時(shí)鐘等。由于運(yùn)輸層提供了高可靠性的端到端的通信，因此應(yīng)用層可以忽略所有這些細(xì)節(jié)。
而另一方面， UDP則為應(yīng)用層提供一種非常簡(jiǎn)單的服務(wù)。它只是把稱作數(shù)據(jù)包的分組從一臺(tái)主機(jī)發(fā)送到另一臺(tái)主機(jī)，但并不保證該數(shù)據(jù)報(bào)能到達(dá)另一端。任何必需的可靠性必須由應(yīng)用層來(lái)提供。
這兩種傳輸層協(xié)議分別在不同的應(yīng)用程序中有不同的用途，這一點(diǎn)將在后面看到。
4 ) 應(yīng)用層負(fù)責(zé)處理特定的應(yīng)用程序細(xì)節(jié)。幾乎各種不同的TCP/IP實(shí)現(xiàn)都會(huì)提供下面這些通用的應(yīng)用程序：
4.1 Telnet 遠(yuǎn)程登錄。
4.2 FTP 文件傳輸協(xié)議。
4.3 SMTP 簡(jiǎn)單郵件傳送協(xié)議。
4.4 SNMP 簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)治理協(xié)議。
另外還有許多其他應(yīng)用，在后面章節(jié)中將介紹其中的一部分。
假設(shè)在一個(gè)局域網(wǎng)( LAN)如以太網(wǎng)中有兩臺(tái)主機(jī)，二者都運(yùn)行FTP協(xié)議，圖1 - 2列出了該過(guò)程所涉及到的所有協(xié)議。
這里，我們列舉了一個(gè)FTP客戶程序和另一個(gè)FTP服務(wù)器程序。大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序都被設(shè)計(jì)成客戶—服務(wù)器模式。服務(wù)器為客戶提供某種服務(wù)，在本例中就是訪問(wèn)服務(wù)器所在主機(jī)上的文件。在遠(yuǎn)程登錄應(yīng)用程序Telnet中，為客戶提供的服務(wù)是登錄到服務(wù)器主機(jī)上。
雙方都有對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)協(xié)議進(jìn)行通信。例如，某個(gè)協(xié)議答應(yīng)TCP層進(jìn)行通信，而另一個(gè)協(xié)議則答應(yīng)兩個(gè)IP層進(jìn)行通信。
我們注重到應(yīng)用程序通常是一個(gè)用戶進(jìn)程，而下三層則一般在(操作系統(tǒng))內(nèi)核中執(zhí)行。盡管這不是必需的，但通常都是這樣處理的，例如U N I X操作系統(tǒng)。
頂層與下三層之間還有另一個(gè)要害的不同之處。應(yīng)用層關(guān)心的是應(yīng)用程序的細(xì)節(jié)，而不是數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸活動(dòng)。下三層對(duì)應(yīng)用程序一無(wú)所知，但它們要處理所有的通信細(xì)節(jié)。
列舉了四種不同層次上的協(xié)議。FTP是一種應(yīng)用層協(xié)議， TCP是一種運(yùn)輸層協(xié)議，IP是一種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，而以太網(wǎng)協(xié)議則應(yīng)用于鏈路層上。TCP/IP協(xié)議族是一組不同的協(xié)議組合在一起構(gòu)成的協(xié)議族。盡管通常稱該協(xié)議族為TCP/IP，但TCP和IP只是其中的兩種協(xié)議而已(該協(xié)議族的另一個(gè)名字是internet協(xié)議族(Internet PRotocol Suite))。
網(wǎng)絡(luò)接口層和應(yīng)用層的目的是很顯然的—前者處理有關(guān)通信媒介的細(xì)節(jié)(以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等)，而后者處理某個(gè)特定的用戶應(yīng)用程序( FTP、Telnet等)。但是，從表面上看，網(wǎng)絡(luò)層和運(yùn)輸層之間的區(qū)別不那么明顯。為什么要把它們劃分成兩個(gè)不同的層次呢?為了理解這一點(diǎn)，我們必須把視野從單個(gè)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到一組網(wǎng)絡(luò)。
在8 0年代，網(wǎng)絡(luò)不斷增長(zhǎng)的原因之一是大家都意識(shí)到只有一臺(tái)孤立的計(jì)算機(jī)構(gòu)成的“孤島”沒(méi)有太大意義，于是就把這些孤立的系統(tǒng)組在一起形成網(wǎng)絡(luò)。隨著這樣的發(fā)展，到了9 0年代，我們又逐漸熟悉到這種由單個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的新的更大的“島嶼”同樣沒(méi)有太大的意義。于是，人們又把多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連在一起形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)，或稱作互連網(wǎng)( internet )。一個(gè)互連網(wǎng)就是一組通過(guò)相同協(xié)議族互連在一起的網(wǎng)絡(luò)。
構(gòu)造互連網(wǎng)最簡(jiǎn)單的方法是把兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)路由器進(jìn)行連接。它是一種非凡的用于網(wǎng)絡(luò)互連的硬件盒。路由器的好處是為不同類型的物理網(wǎng)絡(luò)提供連接：以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的鏈接和FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)等等。
這些盒子也稱作IP路由器(IP Router)，但我們這里使用路由器( Router )這個(gè)術(shù)語(yǔ)。從歷史上說(shuō)，這些盒子稱作網(wǎng)關(guān)(gateway)，在很多TCP/IP文獻(xiàn)中都使用這個(gè)術(shù)語(yǔ)。現(xiàn)在網(wǎng)關(guān)這個(gè)術(shù)語(yǔ)只用來(lái)表示應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)：一個(gè)連接兩種不同協(xié)議族的進(jìn)程(例如，TCP/IP和IBM的SNA)，它為某個(gè)特定的應(yīng)用程序服務(wù)(經(jīng)常是電子郵件或文件傳輸)。
一個(gè)包含兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的互連網(wǎng)：一個(gè)以太網(wǎng)和一個(gè)令牌環(huán)網(wǎng)，通過(guò)一個(gè)路由器互相連接。盡管這里是兩臺(tái)主機(jī)通過(guò)路由器進(jìn)行通信，實(shí)際上以太網(wǎng)中的任何主機(jī)都可以與令牌環(huán)網(wǎng)中的任何主機(jī)進(jìn)行通信。
我們可以劃分出端系統(tǒng)( End system )(兩邊的兩臺(tái)主機(jī))和中間系統(tǒng)(Intermediate system)(中間的路由器)。應(yīng)用層和運(yùn)輸層使用端到端(End-to-end)協(xié)議。在圖中，只有端系統(tǒng)需要這兩層協(xié)議。但是，網(wǎng)絡(luò)層提供的卻是逐跳(Hop-by-hop)協(xié)議，兩個(gè)端系統(tǒng)和每個(gè)中間系統(tǒng)都要使用它。
在TCP/IP協(xié)議族中，網(wǎng)絡(luò)層IP提供的是一種不可靠的服務(wù)。也就是說(shuō)，它只是盡可能快地把分組從源結(jié)點(diǎn)送到目的結(jié)點(diǎn)，但是并不提供任何可靠性保證。而另一方面， TCP在不可靠的IP層上提供了一個(gè)可靠的運(yùn)輸層。為了提供這種可靠的服務(wù)， TCP采用了超時(shí)重傳、發(fā)送和接收端到端的確認(rèn)分組等機(jī)制。由此可見(jiàn)，運(yùn)輸層和網(wǎng)絡(luò)層分別負(fù)責(zé)不同的功能。
從定義上看，一個(gè)路由器具有兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口層(因?yàn)樗B接了兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò))。任何具有多個(gè)接口的系統(tǒng)，英文都稱作是多接口的( multihomed )。一個(gè)主機(jī)也可以有多個(gè)接口，但一般不稱作路由器, 除非它的功能只是單純地把分組從一個(gè)接口傳送到另一個(gè)接口。同樣，路由器并不一定指那種在互聯(lián)網(wǎng)中用來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)分組的非凡硬件盒。大多數(shù)的TCP/IP實(shí)現(xiàn)也答應(yīng)一個(gè)多接口主機(jī)來(lái)?yè)?dān)當(dāng)路由器的功能，但是主機(jī)為此必須進(jìn)行非凡的配置。在這種情況下，我們既可以稱該系統(tǒng)為主機(jī)(當(dāng)它運(yùn)行某一應(yīng)用程序時(shí)，如FTP或Telnet)，也可以稱之為路由器(當(dāng)它把分組從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí))。在不同的場(chǎng)合下使用不同的術(shù)語(yǔ)。
互聯(lián)網(wǎng)的目的之一是在應(yīng)用程序中隱藏所有的物理細(xì)節(jié)。雖然這一點(diǎn)在圖1 - 3由兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)組成的互聯(lián)網(wǎng)中并不很明顯，但是應(yīng)用層不能關(guān)心(也不關(guān)心)一臺(tái)主機(jī)是在以太網(wǎng)上，而另一臺(tái)主機(jī)是在令牌環(huán)網(wǎng)上，它們通過(guò)路由器進(jìn)行互連。隨著增加不同類型的物理網(wǎng)絡(luò)，可能會(huì)有2 0個(gè)路由器，但應(yīng)用層仍然是一樣的。物理細(xì)節(jié)的隱藏使得互聯(lián)網(wǎng)功能非常強(qiáng)大，也非常有用。
連接網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)途徑是使用網(wǎng)橋。網(wǎng)橋是在鏈路層上對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互連，而路由器則是在網(wǎng)絡(luò)層上對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互連。網(wǎng)橋使得多個(gè)局域網(wǎng)(LAN)組合在一起，這樣對(duì)上層來(lái)說(shuō)就似乎是一個(gè)局域網(wǎng)。
TCP/IP傾向于使用路由器而不是網(wǎng)橋來(lái)連接網(wǎng)絡(luò)。
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