2012年網(wǎng)絡(luò)管理員教程之TCP/IP協(xié)議

　　1.4.2 TCP/IP 協(xié)議

　　1.什么是 TCP/IP

　　前面說(shuō)過(guò)，協(xié)議是互相通信的計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(luò)、不同設(shè)備之間能夠進(jìn)行政黨的數(shù)據(jù)通信，而預(yù)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(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署為建立 ARPANET 開(kāi)發(fā)的，在這個(gè)協(xié)議集中，兩個(gè)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(gè)協(xié)議集被稱為 TCP/IP。之所以說(shuō) TCP/IP 是一個(gè)協(xié)議簇，是因?yàn)?TCP/IP 協(xié)議包括了 TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNET、FTP、SMTP、ARP 等許多協(xié)議，對(duì)因特網(wǎng)中主機(jī)的尋址方式、主機(jī)的命名機(jī)制、信息的傳輸規(guī)則，以及各種各樣的服務(wù)功能均做了詳細(xì)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)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(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型一樣，是一個(gè)分層結(jié)構(gòu)。協(xié)議的分層使得各層的任務(wù)和目的十分明確，這樣有得于軟件編寫(xiě)和通信控制。TCP/IP 協(xié)議分為 4 層，由下至上分別是網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)際層、傳輸層和應(yīng)用層，如圖 1-21 所示。最上層是應(yīng)用層，就是和用戶打交道的部分，用戶在應(yīng)用層上進(jìn)行操作，如收發(fā)電子郵件、文件傳輸?shù)取Ｒ簿褪钦f(shuō)，用戶必須通過(guò)應(yīng)用層才能表達(dá)出他的意愿，從而達(dá)到目的，其中簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 SNMP 就是一個(gè)典型的應(yīng)用層協(xié)議。

　　下來(lái)是傳輸層，它的主要功能是：對(duì)應(yīng)用層傳遞過(guò)來(lái)的用戶信息進(jìn)行分段處理，然后在各段信息中加入一些附加的說(shuō)明，如說(shuō)明各段的順序等，保證對(duì)方收到可靠的信息。該層有兩個(gè)協(xié)議，一個(gè)是傳輸控制協(xié)議(TCP)，另一個(gè)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(gè)應(yīng)用協(xié)議。

　　接著是網(wǎng)絡(luò)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(bào)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(gè)最重要的協(xié)議。與 IP 協(xié)議配套使用的政治家 3 個(gè)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(bào)文協(xié)議(ICMP，Internet Control Message Protocol)。圖 1-21 表示出了這 3 個(gè)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?yàn)?IP 經(jīng)常要使用這兩個(gè)協(xié)議。ICMP 在這一層的上部，因?yàn)樗�要使�?IP 協(xié)議。這 3 個(gè)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(lái)的許多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)行通信，因此 TCP/IP 體系中的網(wǎng)絡(luò)層常常稱為網(wǎng)際層(Internet Layer)。

　　最低層是網(wǎng)絡(luò)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(fù)責(zé)與網(wǎng)絡(luò)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(gè)個(gè)不超過(guò)一定大小的信息包傳送出去。分組交換技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：一方面可以避免單個(gè)用戶長(zhǎng)時(shí)間占用網(wǎng)絡(luò)線路，另一方面是在傳輸出錯(cuò)時(shí)不必全部重新傳送，只須將出錯(cuò)的包重新傳輸就可以了。

　　TCP/IP 規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)上的所有通信，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�？梢詫�數(shù)據(jù)傳送過(guò)程形象地理解為：TCP 和 IP 就像兩個(gè)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，并在該信封上記錄分段號(hào)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(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 在因物網(wǎng)中幾站可以無(wú)差錯(cuò)地傳送數(shù)據(jù)。

　　3.TCP/IP 與 OSI RM 的關(guān)系

　　TCP/IP 協(xié)議與開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖 1-22 所示，其中應(yīng)用層對(duì)應(yīng)了OSI 模型的上三層，網(wǎng)絡(luò)接口層對(duì)應(yīng)了 OSI 模型的下兩層。

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

　　(1)TCP/IP 一開(kāi)始就考慮到多種異構(gòu)網(wǎng)(Heterogeneous Network)的互連問(wèn)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(biāo)準(zhǔn)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(lái)，ISO 認(rèn)識(shí)到了國(guó)際協(xié)議 IP 的重要性，然而已經(jīng)來(lái)不及了，只好在網(wǎng)絡(luò)層中劃分出一個(gè)子層來(lái)完成類(lèi)似 TCP/IP 中 IP 的作用。

　　(2)TCP/IP 一開(kāi)始就對(duì)在向連接服務(wù)和無(wú)連接服務(wù)并重，而 OSI 在開(kāi)始時(shí)只強(qiáng)調(diào)面向連接服務(wù)，一直到很晚 OSI 才開(kāi)始制訂無(wú)連接服務(wù)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)連接服務(wù)的數(shù)據(jù)包對(duì)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(luò)管理功能，而 OSI 到后來(lái)才開(kāi)始考慮這個(gè)問(wèn)題。

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