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tcp/ip协议栈

TCP/IP协议,或称为TCP/IP协议栈,或互联网协议系列。TCP/IP协议栈(按TCP/IP参考模型划分),TCP/IP分为4层,不同于OSI,他将OSI中的会话层、表示层规划到应用层。

应用层FTP SMTP HTTP ...

传输层TCP UDP

IP网络层IP ICMP IGMP

网络接口层ARP RARP以太网令牌环FDDI ...

包含了一系列构成互联网基础的网络协议。

这些协议最早发源于美国国防部的DARPA互联网项目。

TCP/IP字面上代表了两个协议:TCP传输控制协议和IP互联网协议。

时间回放到1983年1月1日,在这天,互联网的前身Arpanet中,TCP/IP协议取代了旧的网络核心协议NCP(Network Core Protocol),从而成为今天的互联网的基石。最早的的TCP/IP由Vinton Cerf和Robert Kahn两位开发,慢慢地通过竞争战胜了其它一些网络协议的方案,比如国际标准化组织ISO的OSI模型。TCP/IP的蓬勃发展发生在上世纪的90年代中期。当时一些重要而可靠的工具的出世,例如页面描述语言HTML和浏览器Mosaic,导致了互联网应用的飞速发展。

IPv4最致命的两个缺陷在于:

地址只有32位,IP地址空间有限;

不支持服务等级(Quality of Service,Qos)的想法,无法管理带宽和优先级,故而不能很好的支持现今越来越多的实时的语音和视频应用。因此IPv6 (IP Version 6,IP版本六)浮出水面,用以取代IPv4。

TCP/IP成功的另一个因素在于对为数众多的底层协议的支持。这些底层协议对应与OSI模型 中的第一层(物理层)和第二层(数据链路层)。每层协议中,几乎有一半数量支持TCP/IP,例如:以太网(Ethernet),令牌环(Token Ring),光纤数据分布接口(FDDI),端对端协议(PPP),X.25,帧中继(Frame Relay),ATM,Sonet,SDH等。

TCP/IP协议栈组成:

整个通信网络的任务,可以划分成不同的功能块,即抽象成所谓的 ” 层”。用于互联网的协议可以比照TCP/IP参考模型进行分类。TCP/IP协议栈起始于第三层协议IP(互联网协议)。所有这些协议都在相应的RFC文档中讨论及标准化。重要的协议在相应的RFC文档中均标记了状态: “必须“ (required) ,“推荐“ (recommended) ,“可选“ (elective)。其它的协议还可能有“ 试验“(experimental) 或“ 历史“(historic) 的状态。

所有的TCP/IP应用都必须实现IP和ICMP。对于一个路由器(router) 而言,有这两个协议就可以运作了,虽然从应用的角度来看,这样一个路由器 意义不大。实际的路由器一般还需要运行许多“推荐“使用的协议,以及一些其它的协议。

在几乎所有连接到互联网上的计算机上都存在的IPv4 协议出生在1981年,今天的版本和最早的版本并没有多少改变。升级版IPv6 的工作始于1995年,目的在于取代IPv4。ICMP 协议主要用于收集有关网络的信息查找错误等工作。

支撑万维网WWW的超文本传输协议HTTP,

动态配置IP地址的DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议),

收邮件用的POP3 (Post Office Protocol,version 3,邮局协议) ,

用于加密安全登陆用的SSH (Secure Shell,用于替代安全性差的TELNET) ,

用于动态解析以太网硬件地址的ARP (Address Resolution Protocol,地址解析协议)。

一个简单的路由器上可能会实现ARP,IP,ICMP,UDP,SNMP,RIP。

WWW用户端使用ARP,IP,ICMP,UDP,TCP,DNS,HTTP,FTP。

一台用户电脑上还会运行如TELNET,SMTP,POP3,SNMP,ECHO,DHCP,SSH,NTP。

无盘设备可能会在固件比如ROM中实现了ARP,IP,ICMP,UDP,BOOT,TFTP (均为面向数据报的协议,实现起来相对简单)。

每一个应用层(TCP/IP参考模型 的最高层) 一般都会使用到两个传输层协议之一: 面向连接的TCP传输控制协议和无连接的包传输的UDP用户数据报文协议。其它的一些推荐协议有:

TELNET (Teletype over the Network,网络电传) ,通过一个终端(terminal)登陆到网络(运行在TCP协议上)。

FTP (File Transfer Protocol,文件传输协议) ,由名知义(运行在TCP协议上)。

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol,简单邮件传输协议) ,用来发送电子邮件(运行在TCP协议上)。

DNS (Domain Name Service,域名服务) ,用于完成地址查找,邮件转发等工作(运行在TCP和UDP协议上)。

ECHO (Echo Protocol,回绕协议) ,用于查错及测量应答时间(运行在TCP和UDP协议上)。

NTP (Network Time Protocol,网络时间协议) ,用于网络同步(运行在UDP协议上)。

SNMP (Simple Network Management Protocol,简单网络管理协议) ,用于网络信息的收集和网络管理。

BOOTP (Boot Protocol,启动协议) ,应用于无盘设备(运行在UDP协议上)。

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