计算机网络（二） TCP/IP协议群介绍

上一篇文章：计算器网络（一）- 发展史以及OSI参考模型

1、概述

TCP协议是由 罗伯特.卡恩 和 文顿.顿瑟夫 提出的。相比于OSI七层模型的概念， 他们直接给出了一份可执行方案。

早期的TCP协议就是包含IP协议的， 后期为了解耦将两层协议分开了， 这就有后现在的TCP/IP协议

• TCP (Transmission Control Protocol) 传输控制协议

  • 是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

• IP（Internet Protocol） 网络互连协议

  • 是 TCP/IP体系中的网络层协议
  • 设计IP协议的的目的是提高网络的可扩展性
    • 1、解决互联网问题， 实现大规模、异构网络的互联互通。
    • 2、分割顶层网络应用和底层网络技术的耦合关系。
    • 3、根据端到端的设计原则，IP只是为主机提供一种 无连接、不可靠的、尽力而为的数据包传输服务。

• TCP/IP协议群，是基于 TCP协议 和IP协议组成的一组协议的代名词。包括许多别的协议，一起组成了TCP/IP协议群。

• 以上的协议群的各个协议他们有各自的相同点和不同点， 但是不管什么协议， 究其根本， 他们的产生都会有五件事情组成：

  • 报文拆分
    • 在数据传输过程中，往往会有一些数据量非常大的数据， 此时网络底层设备不支持， 因此需要将大数据量的数据拆分成一个一个小的数据传输。
    • 路径复用，在数据传输的过程中，大数据拆分成一个个小数据后， 会根据路由算法复用一些传输效率高的路径。

  

  • 增加协议头

    • 数据分块后，在接收端需要重组， 所以要使用协议头来添加一些描述性字段

    

  • 数据在相邻设备之间传输

    

  • 路由寻址

    • 路由寻址， 是通过路由算法来实现寻找到下一届要到达的节点的

    

  • 数据重组

    • 数据封包的一个个数据包在送达目的地后，要根据协议头进行重组。

    

2、TCP/IP协议的模型

• 应用层：他是数据从一个应用发往另外一个应用的过程
  • 比如说：HTTP协议， 我们思考的就是如何把一条数据从浏览器发往web服务器。
  • 再贴近现实一点，比如说 QQ、微信， 着力于思考的是将一个用户发送的信息发送到指定的用户
  • 这层协议不关系某台机器、也不关心网络细节，所以其实应用层发出的报文，是利用下面的一层传输层去传输的。
• 传输层：他是实现 主机到主机之间的传输过程的
  • 在这层会去做一个报文的拆分和数据的重组
  • 比如 客户端向服务端发送数据， 那么在传输层就要涉及到发送端要做报文的拆分， 数据的接收方即服务器呢就要做报文的重组
  • 如果是TCP协议的话， 你还要在每个报文上打上一个TCP的头。具体会在后面介绍
• 网络层: 它主要是提供路由和寻址的
  • 从传输层到网络层的过程中TCP/IP协议的报文中会再增加一次头， 叫IP头，用来标识IP协议的报文。
  • 比如说TCP/IP传输过程中， 传输层支持4K一个的数据包、此时网络层支持1K的数据包。那么他需要拆分成 5片去传输， 之所以是5片， 而不是4片， 是因为在网络传输层还需要增加传输层的协议头，所以会多占用一些数据 ，所以加起来的话， 如果分成四片的话， 每片封包的大小就会大于1K， 所以就不行了，需要拆分成5片去传输。
• 数据链路层：解决两个节点之间的物理连接
  • 例如 ARP协议
• 物理层：负责0-1信号的传输

3、TCP/IP 的五层模型 和 OSI的七层模型的比较

• 删除了会话层，会话是虚拟的概念，不是必须的。会话层其实可以交个下面的传输层管理，也可以交给上面的应用层管理
• 删除了表示层，数据压缩、数据格式转换不是应用必须的。
  • ping的例子告诉我，其实 ping 的一个数据包发出去， 我们只是想知道网络延迟，这种情况下呢， 我们就不需要压缩数据，另外我们也不需要两边之间建立连接进行通信， 所以我们也不需要会话层。

4、TCP/IP协议群有哪些协议

• 应用层: HTTP协议、FTP协议、SMTP协议等
• 传输层：TCP协议、UDP协议、TLS/SSL、SCTP等
• 网络层：IP协议（ipv4 和 ipv6）、ICMP（Internet Control Message Protecol）互联网控消息制协议、IPSec协议（IP安全协议）
• 其他层协议...

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