1.4.2 TCP/IP 協(xié)議

　　1.什么是 TCP/IP

　　前面說過，協(xié)議是互相通信的計算機雙方必須共同遵從的一組約定。TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議)就是這樣的約定，它規(guī)定了計算機之間互相通信的方法。TCP/IP 是為了使接入因特網(wǎng)的異種網(wǎng)絡、不同設備之間能夠進行政黨的數(shù)據(jù)通信，而預先制訂的一簇大家共同遵守的格式和約定。該協(xié)議是美國國防部高級研究計劃署為建立 ARPANET 開發(fā)的，在這個協(xié)議集中，兩個最知名的協(xié)議就是傳輸控制協(xié)議(TCP，Transfer Control Protocol)和網(wǎng)際協(xié)議(IP，Internet Protocol)，故而整個協(xié)議集被稱為 TCP/IP。之所以說 TCP/IP 是一個協(xié)議簇，是因為 TCP/IP 協(xié)議包括了 TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNET、FTP、SMTP、ARP 等許多協(xié)議，對因特網(wǎng)中主機的尋址方式、主機的命名機制、信息的傳輸規(guī)則，以及各種各樣的服務功能均做了詳細約定，這些約定一起稱為 TCP/IP 協(xié)議。

　　由于因特網(wǎng)在全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展，因此因特網(wǎng)所使用的協(xié)議 TCP/IP 在計算機網(wǎng)絡領域中占有十分重要的地位。

　　2.TCP/IP 協(xié)議結(jié)構(gòu)

　　TCP/IP 協(xié)議和開放系統(tǒng)互連參考模型一樣，是一個分層結(jié)構(gòu)。協(xié)議的分層使得各層的任務和目的十分明確，這樣有得于軟件編寫和通信控制。TCP/IP 協(xié)議分為 4 層，由下至上分別是網(wǎng)絡接口層、網(wǎng)際層、傳輸層和應用層，如圖 1-21 所示。最上層是應用層，就是和用戶打交道的部分，用戶在應用層上進行操作，如收發(fā)電子郵件、文件傳輸?shù)�。也就是說，用戶必須通過應用層才能表達出他的意愿，從而達到目的，其中簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議 SNMP 就是一個典型的應用層協(xié)議。

　　下來是傳輸層，它的主要功能是：對應用層傳遞過來的用戶信息進行分段處理，然后在各段信息中加入一些附加的說明，如說明各段的順序等，保證對方收到可靠的信息。該層有兩個協(xié)議，一個是傳輸控制協(xié)議(TCP)，另一個是用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議 UDP(User DatagramProtocol)，SNMP 就是基于 UDP 協(xié)議的一個應用協(xié)議。

　　接著是網(wǎng)絡層，它將傳輸層形成的一段一段的信息打成 IP 數(shù)據(jù)包，在報頭中填入地址信息，然后選擇好發(fā)送的路徑。本層的網(wǎng)際協(xié)議(IP)和傳輸層的 TCP 是 TCP/IP 體系中兩個最重要的協(xié)議。與 IP 協(xié)議配套使用的政治家 3 個協(xié)議：地址解析協(xié)議(ARP，Address ResolutionProtocol)、逆向地址解析協(xié)議(RARP，Reverse Address Resolution Protocol)、因特網(wǎng)控制報文協(xié)議(ICMP，Internet Control Message Protocol)。圖 1-21 表示出了這 3 個協(xié)議和網(wǎng)際協(xié)議 IP 的關(guān)系。在這一層中，ARP 和 RARP 在最下面，因為 IP 經(jīng)常要使用這兩個協(xié)議。ICMP 在這一層的上部，因為它要使用 IP 協(xié)議。這 3 個協(xié)議將在后面陸續(xù)介紹。由于網(wǎng)際協(xié)議IP 可以使互連起來的許多計算機網(wǎng)絡能夠進行通信，因此 TCP/IP 體系中的網(wǎng)絡層常常稱為網(wǎng)際層(Internet Layer)。

　　最低層是網(wǎng)絡接口層，也稱鏈路層，其功能是接收和發(fā)送 IP 數(shù)據(jù)包，負責與網(wǎng)絡中的傳輸媒介打交道。

　　TCP/IP 本質(zhì)上采用的是分組交換技術(shù)，其基本意思是把信息分割成一個個不超過一定大小的信息包傳送出去。分組交換技術(shù)的優(yōu)點是：一方面可以避免單個用戶長時間占用網(wǎng)絡線路，另一方面是在傳輸出錯時不必全部重新傳送，只須將出錯的包重新傳輸就可以了。

　　TCP/IP 規(guī)范了網(wǎng)絡上的所有通信，尤其是一個主機與另一個主機之間的數(shù)據(jù)往來格式以及傳送方式�？梢詫�數(shù)據(jù)傳送過程形象地理解為：TCP 和 IP 就像兩個信封，要傳遞的信息被劃分成若干段，每一段塞入一個 TCP 信封，并在該信封上記錄分段號信息，再將 TCP 信封塞入 IP 大信封，發(fā)送上網(wǎng)。在接受端，每個 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，若發(fā)現(xiàn)差錯，TCP 將會要求重發(fā)。因此，TCP/IP 在因物網(wǎng)中幾站可以無差錯地傳送數(shù)據(jù)。

　　3.TCP/IP 與 OSI RM 的關(guān)系

　　TCP/IP 協(xié)議與開放系統(tǒng)互連參考模型之間的對應關(guān)系如圖 1-22 所示，其中應用層對應了OSI 模型的上三層，網(wǎng)絡接口層對應了 OSI 模型的下兩層。

　　值得注意的是，在一些問題的處理上，TCP/IP 與 OSI 是很不相同的。例如：

　　(1)TCP/IP 一開始就考慮到多種異構(gòu)網(wǎng)(Heterogeneous Network)的互連問題，并將網(wǎng)際協(xié)議 IP 作為 TCP/IP 的重要組成部分。但 ISO 和 CCITT 最初只考慮到使用一種標準的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)將各種不同的系統(tǒng)互連在一起。后來，ISO 認識到了國際協(xié)議 IP 的重要性，然而已經(jīng)來不及了，只好在網(wǎng)絡層中劃分出一個子層來完成類似 TCP/IP 中 IP 的作用。

　　(2)TCP/IP 一開始就對在向連接服務和無連接服務并重，而 OSI 在開始時只強調(diào)面向連接服務，一直到很晚 OSI 才開始制訂無連接服務的有關(guān)標準。無連接服務的數(shù)據(jù)包對于互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳送以及分組話音通信(即在分組交換網(wǎng)里傳送話音信息)都是十分方便的。

　　(3)TCP/IP 有較好的網(wǎng)絡管理功能，而 OSI 到后來才開始考慮這個問題。

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