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      TCP/IP協(xié)議 詳解

       惡之一眉 2011-08-25



      TCP/IP協(xié)議層級(jí)模型  
      TCP/IP協(xié)議層級(jí)模型

      TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的簡(jiǎn)寫,中文譯名為傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議,又叫網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議,這個(gè)協(xié)議是Internet最基本的協(xié)議、Internet國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),簡(jiǎn)單地說(shuō),就是由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成的。TCP/IP 定義了電子設(shè)備(比如計(jì)算機(jī))如何連入因特網(wǎng),以及數(shù)據(jù)如何在它們之間傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。TCP/IP是一個(gè)四層的分層體系結(jié)構(gòu)。高層為傳輸控制協(xié)議,它負(fù)責(zé)聚集信息或把文件拆分成更小的包。低層是網(wǎng)際協(xié)議,它處理每個(gè)包的地址部分,使這些包正確的到達(dá)目的地。

      目錄

      層次概述
      數(shù)據(jù)格式
      產(chǎn)生背景
      開(kāi)發(fā)過(guò)程
      運(yùn)作機(jī)制
      通訊端口
      IP地址
      注意事項(xiàng)
      展開(kāi)

      編輯本段層次概述

        從協(xié)議分層模型方面來(lái)講,TCP/IP由四個(gè)層次組成:網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層。
        TCP/IP協(xié)議并不完全符合OSI的七層參考模型。傳統(tǒng)的開(kāi)放式系統(tǒng)互連參考模型,是一種通信協(xié)議的7層抽象的參考模型,其中每一層執(zhí)行某一特定任務(wù)。該模型的目的是使各種硬件在相同的層次上相互通信。這7層是:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。而TCP/IP通訊協(xié)議采用了4層的層級(jí)結(jié)構(gòu),每一層都呼叫它的下一層所提供的網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成自己的需求。
        
      (TCP/IP結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)OSI結(jié)構(gòu))
      TCP/IPOSI
      應(yīng)用層應(yīng)用層 
      表示層 
      會(huì)話層
      主機(jī)到主機(jī)層(TCP)(又稱傳輸層)傳輸層
      網(wǎng)絡(luò)層(IP)網(wǎng)絡(luò)層
      網(wǎng)絡(luò)接口層(又稱鏈路層)數(shù)據(jù)鏈路層
      物理層

      網(wǎng)絡(luò)接口層

        物理層是定義物理介質(zhì)的各種特性,1、機(jī)械特性。2、電子特性。3、功能特性。4、規(guī)程特性。
        數(shù)據(jù)鏈路層是負(fù)責(zé)接收IP數(shù)據(jù)報(bào)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送之,或者從網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀,抽出IP數(shù)據(jù)報(bào),交給IP層。
        常見(jiàn)的接口層協(xié)議有:
        Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame relay、HDLC、PPP ATM 等。

      網(wǎng)絡(luò)層

        負(fù)責(zé)相鄰計(jì)算機(jī)之間的通信。其功能包括三方面。
        一、處理來(lái)自傳輸層的分組發(fā)送請(qǐng)求,收到請(qǐng)求后,將分組裝入IP數(shù)據(jù)報(bào),填充報(bào)頭,選擇去往信宿機(jī)的路徑,然后將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)往適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)接口。
        二、處理輸入數(shù)據(jù)報(bào):首先檢查其合法性,然后進(jìn)行尋徑--假如該數(shù)據(jù)報(bào)已到達(dá)信宿機(jī),則去掉報(bào)頭,將剩下部分交給適當(dāng)?shù)膫鬏攨f(xié)議;假如該數(shù)據(jù)報(bào)尚未到達(dá)信宿,則轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)報(bào)。
        三、處理路徑、流控、擁塞等問(wèn)題。
        網(wǎng)絡(luò)層包括:IP(Internet Protocol)協(xié)議、ICMP(Internet Control Message Protocol)
        控制報(bào)文協(xié)議、ARP(Address Resolution Protocol)地址轉(zhuǎn)換協(xié)議、RARP(Reverse ARP)反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議。
        IP是網(wǎng)絡(luò)層的核心,通過(guò)路由選擇將下一跳IP封裝后交給接口層。IP數(shù)據(jù)報(bào)是無(wú)連接服務(wù)。
        ICMP是網(wǎng)絡(luò)層的補(bǔ)充,可以回送報(bào)文。用來(lái)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)是否通暢。
        Ping命令就是發(fā)送ICMP的echo包,通過(guò)回送的echo relay進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測(cè)試。
        ARP是正向地址解析協(xié)議,通過(guò)已知的IP,尋找對(duì)應(yīng)主機(jī)的MAC地址。
        RARP是反向地址解析協(xié)議,通過(guò)MAC地址確定IP地址。比如無(wú)盤工作站和DHCP服務(wù)。

      傳輸層

        提供應(yīng)用程序間的通信。其功能包括:一、格式化信息流;二、提供可靠傳輸。為實(shí)現(xiàn)后者,傳輸層協(xié)議規(guī)定接收端必須發(fā)回確認(rèn),并且假如分組丟失,必須重新發(fā)送。
        傳輸層協(xié)議主要是:傳輸控制協(xié)議TCP(Transmission Control Protocol)和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP(User Datagram protocol)。

      應(yīng)用層

        向用戶提供一組常用的應(yīng)用程序,比如電子郵件、文件傳輸訪問(wèn)、遠(yuǎn)程登錄等。遠(yuǎn)程登錄TELNET使用TELNET協(xié)議提供在網(wǎng)絡(luò)其它主機(jī)上注冊(cè)的接口。TELNET會(huì)話提供了基于字符的虛擬終端。文件傳輸訪問(wèn)FTP使用FTP協(xié)議來(lái)提供網(wǎng)絡(luò)內(nèi)機(jī)器間的文件拷貝功能。
        應(yīng)用層一般是面向用戶的服務(wù)。如FTP、TELNET、DNS、SMTP、POP3。
        FTP(File Transmision Protocol)是文件傳輸協(xié)議,一般上傳下載用FTP服務(wù),數(shù)據(jù)端口是20H,控制端口是21H。
        Telnet服務(wù)是用戶遠(yuǎn)程登錄服務(wù),使用23H端口,使用明碼傳送,保密性差、簡(jiǎn)單方便。
        DNS(Domain Name Service)是域名解析服務(wù),提供域名到IP地址之間的轉(zhuǎn)換。
        SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)是簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議,用來(lái)控制信件的發(fā)送、中轉(zhuǎn)?!?div style="height: 14px; line-height: 14px; font-size: 12px; overflow-x: hidden; overflow-y: hidden; ">
        POP3(Post Office Protocol 3)是郵局協(xié)議第3版本,用于接收郵件。

      總結(jié)

        
      OSI中的層功能TCP/IP協(xié)議族
      應(yīng)用層文件傳輸,電子郵件,文件服務(wù),虛擬終端TFTP,HTTP,SNMP,F(xiàn)TP,SMTP,DNS,RIP,Telnet
      表示層數(shù)據(jù)格式化,代碼轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)加密沒(méi)有協(xié)議
      會(huì)話層解除或建立與別的接點(diǎn)的聯(lián)系沒(méi)有協(xié)議
      傳輸層提供端對(duì)端的接口TCP,UDP
      網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)包選擇路由IP,ICMP,OSPF,BGP,IGMP,ARP,RARP
      數(shù)據(jù)鏈路層傳輸有地址的幀以及錯(cuò)誤檢測(cè)功能SLIP,CSLIP,PPP,MTU,ARP,RARP
      物理層以二進(jìn)制數(shù)據(jù)形式在物理媒體上傳輸數(shù)據(jù)ISO2110,IEEE802,IEEE802.2
        網(wǎng)絡(luò)層中的協(xié)議主要有IP,ICMP,IGMP等,由于它包含了IP協(xié)議模塊,所以它是所有基于TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)的核心。在網(wǎng)絡(luò)層中,IP模塊完成大部分功能。ICMP和IGMP以及其他支持IP的協(xié)議幫助IP完成特定的任務(wù),如傳輸差錯(cuò)控制信息以及主機(jī)/路由器之間的控制電文等。網(wǎng)絡(luò)層掌管著網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)間的信息傳輸。
        傳輸層上的主要協(xié)議是TCP和UDP。正如網(wǎng)絡(luò)層控制著主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳遞,傳輸層控制著那些將要進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)。兩個(gè)協(xié)議就是它管理這些數(shù)據(jù)的兩種方式:TCP是一個(gè)基于連接的協(xié)議;UDP則是面向無(wú)連接服務(wù)的管理方式的協(xié)議。
        TCP/IP模型的主要缺點(diǎn)有:
        首先,該模型沒(méi)有清楚地區(qū)分哪些是規(guī)范、哪些是實(shí)現(xiàn);其次,TCP/IP模型的主機(jī)—網(wǎng)絡(luò)層定義了網(wǎng)絡(luò)層與數(shù)據(jù)鏈路層的接口,并不是常規(guī)意義上的一層,和接口層的區(qū)別是非常重要的,TCP/IP模型沒(méi)有將它們區(qū)分開(kāi)來(lái)。

      編輯本段數(shù)據(jù)格式

        數(shù)據(jù)幀:幀頭+IP數(shù)據(jù)包+幀尾 (幀頭包括源和目標(biāo)主機(jī)MAC地址及類型,幀尾是校驗(yàn)字)
        IP數(shù)據(jù)包:IP頭部+TCP數(shù)據(jù)信息(IP頭包括源和目標(biāo)主機(jī)IP地址、類型、生存期等)
        TCP數(shù)據(jù)信息:TCP頭部+實(shí)際數(shù)據(jù) (TCP頭包括源和目標(biāo)主機(jī)端口號(hào)、順序號(hào)、確認(rèn)號(hào)、校驗(yàn)字等)

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