TCP/IP网络体系结构中，各层内分别有啥协议，每一种协议的作用是啥？

Posted 2023-04-09

求高人解释，课本太难找了。

一、TCP/IP网络体系结构中，常见的接口层协议有：
Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame relay、HDLC、PPP ATM等。
1.网络层
网络层包括：IP(Internet Protocol）协议、ICMP(Internet Control Message Protocol) 、控制报文协议、ARP(Address Resolution Protocol）地址转换协议、RARP(Reverse ARP)反向地址转换协议。
2.传输层
传输层协议主要是：传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol）和用户数据报协议UDP(User Datagram protocol）。
3.应用层
应用层协议主要包括如下几个：FTP、TELNET、DNS、SMTP、RIP、NFS、HTTP。

二、TCP/IP网络体系结构中，每一种协议的作用有：

TCP/IP协议不依赖于任何特定的计算机硬件或操作系统，提供开放的协议标准，即使不考虑Internet，TCP/IP协议也获得了广泛的支持。所以TCP/IP协议成为一种联合各种硬件和软件的实用系统。

2.TCP/IP协议并不依赖于特定的网络传输硬件，所以TCP/IP协议能够集成各种各样的网络。用户能够使用以太网（Ethernet）、令牌环网（Token Ring Network）、拨号线路（Dial-up line）、X.25网以及所有的网络传输硬件。

3.统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有惟一的地址

4.标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。

参考技术A

TCP/IP传输协议是一个四层的体系结构，应用层、传输层、网络层和网络接口层都包含其中。

1、应用层：可以建立或解除与其他节点的联系，这样可以充分节省网络资源。

2、运输层：运输层在整个TCP/IP协议中起到了中流砥柱的功能，在运输层中，TCP和UDP也同样起到了中流砥柱的作用。

3、网络层：在TCP/IP协议中网络层可以进行网络连接的建立和终止以及IP地址的寻找等功能。

4、网络接口层：由于网络接口层兼并了物理层和数据链路层，所以网络接口层既是传输数据的物理媒介。

参考模型

TCP/IP由它的2个主要协议即TCP协议和IP协议而得名。TCP/IP是Internet上所有网络和主机之间进行交流时所使用的共同“语言”，是Internet上使用的一组完整的标准网络连接协议。通常所说的TCP/IP协议实际上包含了大量的协议和应用，且由多个独立定义的协议组合在一起，因此，更确切地说，应该称其为TCP/IP协议集。

以上内容参考：百度百科-计算机网络体系结构

参考技术B

一、网络接入层：

1、 MAC：媒体接入控制，主要功能是调度，把逻辑信道映射到传输信道，负责根据逻辑信道的瞬时源速率为各个传输信道选择适当的传输格式。MAC层主要有3类逻辑实体，第一类是MAC-b，负责处理广播信道数据；第二类是MAC-c，负责处理公共信道数据；第三类是MAC-d，负责处理专用信道数据。

2、LC：无线链路控制，不仅能载控制面的数据，而且也承载用户面的数据。RLC子层有三种工作模式，分别是透明模式、非确认模式和确认模式，针对不同的业务采用不同的模式。

3、BMC：广播/组播控制，负责控制多播/组播业务。

4、PDCP：分组数据汇聚协议，负责对IP包的报头进行压缩和解压缩，以提高空中接口无线资源的利用率。

二、网络层：

1、IP：IP协议提供不可靠、无连接的传送服务。IP协议的主要功能有：无连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。IP地址是重要概念

2、ARP：地址解析协议。基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。以太网中的数据帧从一个主机到达网内的另一台主机是根据48位的以太网地址（硬件地址）来确定接口的，而不是根据32位的IP地址。

3、RARP：反向地址转换协议。允许局域网的物理机器从网关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP 地址。局域网网关路由器中存有一个表以映射MAC和与其对应的 IP 地址。当设置一台新的机器时，其 RARP 客户机程序需要向路由器上的 RARP 服务器请求相应的 IP 地址。

4、IGMP：组播协议包括组成员管理协议和组播路由协议。组成员管理协议用于管理组播组成员的加入和离开，组播路由协议负责在路由器之间交互信息来建立组播树。

5、ICMP：Internet控制报文协议。用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。

6 、BGP :边界网关协议。处理像因特网大小的网络和不相关路由域间的多路连接。

7、RIP：路由信息协议。是一种分布式的基于距离矢量的路由选择协议。

三、传输层：

1、TCP: 一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

2、UDP: 用户数据报协议，一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。

3、RTP： 实时传输协议，为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务，如在组播或单播网络服务下的交互式视频音频或模拟数据。

4、SCTP：一个面向连接的流控制传输协议，它可以在两个端点之间提供稳定、有序的数据传递服务。SCTP可以看做是TCP协议的改进，它继承了TCP较为完善的拥塞控制并改进TCP的一些不足。

四、应用层：

1、HTTP：超文本传输协议，基于TCP，是用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议。它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。

2、SMTP：简单邮件传输协议，是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则，由它来控制信件的中转方式。

3、SNMP：简单网络管理协议，由一组网络管理的标准组成，包含一个应用层协议、数据库模型和一组资源对象。

4、FTP：文件传输协议，用于Internet上的控制文件的双向传输。同时也是一个应用程序。

5、Telnet：是Internet远程登陆服务的标准协议和主要方式。为用户提供了在本地计算机上完成远程主机工作的能力。在终端使用者的电脑上使用telnet程序，用它连接到服务器。

6、SSH：安全外壳协议，为建立在应用层和传输层基础上的安全协议。SSH是目前较可靠，专为远程登录会话和其他网络服务提供安全性的协议。

7、NFS：网络文件系统，是FreeBSD支持的文件系统中的一种，允许网络中的计算机之间通过TCP/IP网络共享资源。

TCP/IP网络体系结构中，各层作用：

1、网络接入层：为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，而提供具有机械的，电子的，功能的和规范的特性，确保原始的数据可在各种物理媒体上传输，为设备之间的数据通信提供传输媒体及互联设备，为数据传输提供可靠的环境。

2、网络层：提供阻塞控制，路由选择（静态路由，动态路由）等。

3、传输层：提供分割与重组数据，按端口号寻址，连接管理差错控制和流量控制，纠错的功能。传输层要向会话层提供通信服务的可靠性，避免报文的出错、丢失、延迟时间紊乱、重复、乱序等差错。

4、应用层：与其它计算机进行通讯的一个应用，它是对应应用程序的通信服务的。

参考技术C TCP/IP的内部结构，为讨论与互联网有关的安全问题打下基础。TCP/IP协议组之所以流行，部分原因是因为它可以用在各种各样的信道和底层协议（例如T1和X.25、以太网以及RS-232串行接口）之上。确切地说，TCP/IP协议是一组包括TCP协议和IP协议，UDP（User Datagram Protocol）协议、ICMP（Internet Control Message Protocol）协议和其他一些协议的协议组。

TCP/IP整体构架概述

TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网路层、传输层、话路层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为：

应用层：应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。

传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。

互连网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。

网络接口层：对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。

TCP/IP中的协议

以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功能，都是如何工作的：

1． IP

网际协议IP是TCP/IP的心脏，也是网络层中最重要的协议。

IP层接收由更低层（网络接口层例如以太网设备驱动程序）发来的数据包，并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层；相反，IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址（源地址）和接收它的主机的地址（目的地址）。

高层的TCP和UDP服务在接收数据包时，通常假设包中的源地址是有效的。也可以这样说，IP地址形成了许多服务的认证基础，这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的。IP确认包含一个选项，叫作IP source routing，可以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径。对于一些TCP和UDP的服务来说，使用了该选项的IP包好象是从路径上的最后一个系统传递过来的，而不是来自于它的真实地点。这个选项是为了测试而存在的，说明了它可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接。那么，许多依靠IP源地址做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵。

2. TCP

如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。

TCP将它的信息送到更高层的应用程序，例如Telnet的服务程序和客户程序。应用程序轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱动程序和物理介质，最后到接收方。

面向连接的服务（例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP（发送和接收域名数据库），但使用UDP传送有关单个主机的信息。

3.UDP

UDP与TCP位于同一层，但对于数据包的顺序错误或重发。因此，UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务，UDP主要用于那些面向查询---应答的服务，例如NFS。相对于FTP或Telnet，这些服务需要交换的信息量较小。使用UDP的服务包括NTP（网落时间协议）和DNS（DNS也使用TCP）。

欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易，因为UDP没有建立初始化连接（也可以称为握手）（因为在两个系统间没有虚电路），也就是说，与UDP相关的服务面临着更大的危险。

4.ICMP

ICMP与IP位于同一层，它被用来传送IP的的控制信息。它主要是用来提供有关通向目的地址的路径信息。ICMP的‘Redirect’信息通知主机通向其他系统的更准确的路径，而‘Unreachable’信息则指出路径有问题。另外，如果路径不可用了，ICMP可以使TCP连接‘体面地’终止。PING是最常用的基于ICMP的服务。

5. TCP和UDP的端口结构

TCP和UDP服务通常有一个客户/服务器的关系，例如，一个Telnet服务进程开始在系统上处于空闲状态，等待着连接。用户使用Telnet客户程序与服务进程建立一个连接。客户程序向服务进程写入信息，服务进程读出信息并发出响应，客户程序读出响应并向用户报告。因而，这个连接是双工的，可以用来进行读写。

两个系统间的多重Telnet连接是如何相互确认并协调一致呢？TCP或UDP连接唯一地使用每个信息中的如下四项进行确认：

源IP地址 发送包的IP地址。

目的IP地址 接收包的IP地址。

源端口 源系统上的连接的端口。

目的端口 目的系统上的连接的端口。

端口是一个软件结构，被客户程序或服务进程用来发送和接收信息。一个端口对应一个16比特的数。服务进程通常使用一个固定的端口，例如，SMTP使用25、Xwindows使用6000。这些端口号是‘广为人知’的，因为在建立与特定的主机或服务的连接时，需要这些地址和目的地址进行通讯。 参考技术D 网络接口层
常见的接口层协议有：

　　Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame relay、HDLC、PPP ATM等。
网络层
网络层包括：IP(Internet Protocol）协议、ICMP(Internet Control Message Protocol)

　　控制报文协议、ARP(Address Resolution Protocol）地址转换协议、RARP(Reverse ARP)反向地址转换协议。
传输层
传输层协议主要是：传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol）和用户数据报协议UDP(User Datagram protocol）。
应用层
应用层协议主要包括如下几个：FTP、TELNET、DNS、SMTP、RIP、NFS、HTTP。
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参考资料：http://baike.baidu.com/view/7729.htm

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OSI，TCP/IP，五层协议的体系结构，以及各层协议

以下整理的是计算机网络的OSI，TCP/IP，五层协议的体系结构，以及各层协议，便于以后查看：

OSI分层，自上而下分别是：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层

TCP/IP分层：网络接口层（对应OSI的物理层和数据链路层），网际层（对应OSI的网络层，定义了标准的分组格式和协议，即IP协议，当前采用ip4，下一版为ip6），运输层（对应OSI的传输层），应用层（对应OSI的会话层，表示层和应用层）

五层协议分别为：物理层，数据链路层，网络层，传输层，应用层

物理层：作用：通过媒介输出比特（bit）

　　　　协议：RJ45、CLOCK、IEEE802.3

              设备：中继器，集线器

数据链路层：作用：将比特组装成帧（Frame）和点对点传递

　　　　　　协议：PPP、FR、HDLC、VLAN、MAC

　　　　　　设备：网桥，交换机

网络层：作用：负责数据包从源到宿的传递和网际交互

　　　　协议：IP,IPX,ICMP,IGMP,ARP,RARP,OSPF

　　　　设备：网络层中继系统：路由器，网络层以上的中继系统：网关

　　　　数据链路层在概念上分为两个子层：逻辑链路控制子层(LLC)和媒体访问控制子层(MAC)。数据链路层负责分配MAC地址，MAC地址，或称为物理地址，由48比特长，12个16进制数字组成，0~23位是厂商向IETF等机构申请用来标识厂商的代码。地址24-47由厂商自行分配，是各个厂商制造的所有网卡的一个唯一编号。因此一个网卡会有一个全球唯一的MAC地址，但可对应多个IP地址。MAC地址的第47位是组播地址标志位

传输层：作用：提供端到端的可靠报文传递和错误恢复

　　　　协议：TCP（传输控制协议：面向连接的，数据传输的单位是报文段，提供可靠的交付）,

　　　　　　　UDP（用户控制协议：它是无连接的，数据传输的单位用户数据报，它不能保证提供可靠的交付）,SCTP

会话层：作用：建立，管理和终止会话（会话协议数据单元SPDU）

　　　　协议：NFS、SQL、NETBIOS、RPC

表示层：作用：数据翻译，解密和压缩（表示协议数据单元PPDU）

　　　　协议：JPEG、MPEG、ASII

应用层：作用：允许访问OSI环境的手段（应用协议数据单元APDU）

　　　　协议：FTP（文件传输协议）、DNS（域名解析协议）、Telnet（虚拟终端协议）、SMTP（电子邮件协议）、HTTP（超文本传输协议）、WWW、NFS