通信工程師綜合能力考試TCP/IP協(xié)議

模塊“Internet概念與TCP/IP分層模型”中介紹了TCP/IP分層模型，它包括應用層、運輸層、網(wǎng)絡層和網(wǎng)絡接口層。

本模塊介紹TCP/IP模型的各層協(xié)議。

一、TCP/IP模型協(xié)議概述

TCP/IP模型中各層協(xié)議歸納如圖1所示。

　　圖1 TCP/IP模型中各層協(xié)議歸納

由圖1可以看出兩點：一是IP over Everything ,即IP 可應用到各式各樣的網(wǎng)絡上；二是Everything over IP ,即IP可為各式各樣的應用程序提供服務。

討論：

TCP/IP是一個協(xié)議集，IP和TCP是其中兩個重要的協(xié)議。

嚴格地說，應用程序并不是TCP/IP的一部分，用戶可以在運輸層之上，建立自己的專用程序。但設計使用這些專用應用程序要用到TCP/IP,所以將它們作為TCP/IP的內容，其實它們不屬于TCP/IP.

網(wǎng)絡接口層沒有規(guī)定具體的協(xié)議，不同的物理網(wǎng)絡對應不同的網(wǎng)絡接口層協(xié)議。

二、TCP/IP模型各層協(xié)議

1、應用層（數(shù)據(jù)傳送單位：報文）

作用--為用戶提供訪問Internet的高層應用服務，例如文件傳送、遠程登錄、電子郵件、WWW服務等。

協(xié)議-- 一組應用高層協(xié)議，即一組應用程序，主要有以下。

域名系統(tǒng)（DNS）

DNS將用戶容易理解的名稱轉換成正確的IP地址，即提供網(wǎng)絡設備名字到IP地址的轉換。

DNS是一個分布式數(shù)據(jù)庫，有不同的組織分層維護。每個IP網(wǎng)絡的運營公司都有許多主DNS服務器，它可將客戶機指向更具體的服務器。

文件傳輸協(xié)議（FTP）

文件傳輸協(xié)議（FTP）是TCP/IP環(huán)境中最常用的文件共享協(xié)議。這個協(xié)議允許用戶從遠端登錄至網(wǎng)絡中的其他主機上瀏覽、下載和上傳文件，如同在遠程主機上直接操作一樣。FTP的操作平臺是獨立的。

　　簡單郵件傳輸協(xié)議（SMTP）

SMTP負責Internet上郵件的傳送。SMTP僅處理郵件從服務器到服務器之間的傳送，不負責處理將郵件送至電子郵件的最終客戶。

動態(tài)主機配置協(xié)議（DHCP）

DHCP負責網(wǎng)絡中分配地址和配置計算機的工作，即DHCP負責IP地址自動分配及IP尋址。

簡單網(wǎng)管協(xié)議（SNMP）

SNMP提供了監(jiān)視和控制網(wǎng)絡設備以及管理諸如配置、統(tǒng)計、性能和安全的手段。

遠程登錄（TELNET）

允許用戶遠程登錄至另一臺計算機上并運行應用程序。

網(wǎng)絡文件系統(tǒng)（NFS）

NFS是一種比FTP和TELNET更為先進的共享文件和磁盤驅動的方法。FTP和TELNET要求使用一臺單獨的客戶機，而NFS允許用戶連接到網(wǎng)絡驅動器，和本地驅動器一樣使用，可作為公眾使用，從而變得十分流行。

2、運輸層（數(shù)據(jù)傳送單位：TCP報文段或UDP報文）

作用--提供應用程序間（端到端）的通信服務，確保源主機傳送的數(shù)據(jù)正確到達目的主機。

運輸層提供了兩個協(xié)議：

傳輸控制協(xié)議TCP

負責提供高可靠的、面向連接的數(shù)據(jù)傳送服務，主要用于一次傳送大量報文，如文件傳送等。

用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP

負責提供高效率的、無連接的服務，用于一次傳送少量的報文，如數(shù)據(jù)查詢等。

3、網(wǎng)絡層（數(shù)據(jù)傳送單位：IP數(shù)據(jù)報）

作用--提供主機間的數(shù)據(jù)傳送能力。

核心協(xié)議--IP協(xié)議。它非常簡單，它提供的是不可靠、無連接的IP數(shù)據(jù)報傳送服務（任務是對數(shù)據(jù)包進行相應的尋址和選路）。

網(wǎng)絡層的輔助協(xié)議是協(xié)助IP協(xié)議更好地完成數(shù)據(jù)報傳送，主要有：

地址轉換協(xié)議ARP

用于將IP地址轉換成物理地址。

連在網(wǎng)絡中的每一臺主機都要有一個物理地址，物理地址也叫硬件地址，即MAC地址，它是固化在計算機的網(wǎng)卡上。

逆向地址轉換協(xié)議RARP

與ARP的功能相反，用于物理地址轉換成IP地址。

Internet控制報文協(xié)議ICMP

用于報告差錯和傳送控制信息，其控制功能包括：差錯控制、擁塞控制和路由控制等。

Internet組管理協(xié)議IGMP

IP多播用到的協(xié)議，利用IGMP使路由器知道多播組成員的信息。

4、網(wǎng)際協(xié)議組的路由協(xié)議（IP網(wǎng)的路由選擇協(xié)議）

自治系統(tǒng)AS的概念

由于IP網(wǎng)規(guī)模龐大，為了路由選擇的方便和簡化，一般將整個IP網(wǎng)劃分為許多較小的區(qū)域，稱為自治系統(tǒng)AS.

IP網(wǎng)的路由選擇協(xié)議的特點

屬于自適應的（即動態(tài)的）；

是分布式路由選擇協(xié)議；

IP網(wǎng)采用分層次的路由選擇協(xié)議，即分自治系統(tǒng)內部和自治系統(tǒng)外部路由選擇協(xié)議。

IP網(wǎng)的路由選擇協(xié)議分類

內部網(wǎng)關協(xié)議IGP--在一個自治系統(tǒng)內部使用的路由選擇協(xié)議。具體的協(xié)議有：

RIP（路由信息協(xié)議）

使用源計算機和目的計算機之間的路由器（或路程段）數(shù)目來決定發(fā)送數(shù)據(jù)包的最佳路徑。

OSPF（開放最短路徑優(yōu)先）

除了路由器數(shù)目以外，OSPF協(xié)議還使用了其他信息來決定最佳路徑。通常，配置OSPF協(xié)議是為了判斷路程段數(shù)目、路程段之間的連接速度和負載平衡，以計算發(fā)送數(shù)據(jù)包的最佳路徑。

外部網(wǎng)關協(xié)議EGP--兩個自治系統(tǒng)（使用不同的內部網(wǎng)關協(xié)議）之間使用的路由選擇協(xié)議。目前使用最多的是BGP（即BGP-4）。

注意此處的網(wǎng)關實際指的是路由器。

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