通信工程师综合能力考试TCP/IP协议

模块“Internet概念与TCP/IP分层模型”中介绍了TCP/IP分层模型，它包括应用层、运输层、网络层和网络接口层。

本模块介绍TCP/IP模型的各层协议。

一、TCP/IP模型协议概述

TCP/IP模型中各层协议归纳如图1所示。

　　图1 TCP/IP模型中各层协议归纳

由图1可以看出两点：一是IP over Everything ,即IP 可应用到各式各样的网络上；二是Everything over IP ,即IP可为各式各样的应用程序提供服务。

讨论：

TCP/IP是一个协议集，IP和TCP是其中两个重要的协议。

严格地说，应用程序并不是TCP/IP的一部分，用户可以在运输层之上，建立自己的专用程序。但设计使用这些专用应用程序要用到TCP/IP,所以将它们作为TCP/IP的内容，其实它们不属于TCP/IP.

网络接口层没有规定具体的协议，不同的物理网络对应不同的网络接口层协议。

二、TCP/IP模型各层协议

1、应用层（数据传送单位：报文）

作用--为用户提供访问Internet的高层应用服务，例如文件传送、远程登录、电子邮件、WWW服务等。

协议-- 一组应用高层协议，即一组应用程序，主要有以下。

域名系统（DNS）

DNS将用户容易理解的名称转换成正确的IP地址，即提供网络设备名字到IP地址的转换。

DNS是一个分布式数据库，有不同的组织分层维护。每个IP网络的运营公司都有许多主DNS服务器，它可将客户机指向更具体的服务器。

文件传输协议（FTP）

文件传输协议（FTP）是TCP/IP环境中最常用的文件共享协议。这个协议允许用户从远端登录至网络中的其他主机上浏览、下载和上传文件，如同在远程主机上直接操作一样。FTP的操作平台是独立的。

　　简单邮件传输协议（SMTP）

SMTP负责Internet上邮件的传送。SMTP仅处理邮件从服务器到服务器之间的传送，不负责处理将邮件送至电子邮件的最终客户。

动态主机配置协议（DHCP）

DHCP负责网络中分配地址和配置计算机的工作，即DHCP负责IP地址自动分配及IP寻址。

简单网管协议（SNMP）

SNMP提供了监视和控制网络设备以及管理诸如配置、统计、性能和安全的手段。

远程登录（TELNET）

允许用户远程登录至另一台计算机上并运行应用程序。

网络文件系统（NFS）

NFS是一种比FTP和TELNET更为先进的共享文件和磁盘驱动的方法。FTP和TELNET要求使用一台单独的客户机，而NFS允许用户连接到网络驱动器，和本地驱动器一样使用，可作为公众使用，从而变得十分流行。

2、运输层（数据传送单位：TCP报文段或UDP报文）

作用--提供应用程序间（端到端）的通信服务，确保源主机传送的数据正确到达目的主机。

运输层提供了两个协议：

传输控制协议TCP

负责提供高可靠的、面向连接的数据传送服务，主要用于一次传送大量报文，如文件传送等。

用户数据报协议UDP

负责提供高效率的、无连接的服务，用于一次传送少量的报文，如数据查询等。

3、网络层（数据传送单位：IP数据报）

作用--提供主机间的数据传送能力。

核心协议--IP协议。它非常简单，它提供的是不可靠、无连接的IP数据报传送服务（任务是对数据包进行相应的寻址和选路）。

网络层的辅助协议是协助IP协议更好地完成数据报传送，主要有：

地址转换协议ARP

用于将IP地址转换成物理地址。

连在网络中的每一台主机都要有一个物理地址，物理地址也叫硬件地址，即MAC地址，它是固化在计算机的网卡上。

逆向地址转换协议RARP

与ARP的功能相反，用于物理地址转换成IP地址。

Internet控制报文协议ICMP

用于报告差错和传送控制信息，其控制功能包括：差错控制、拥塞控制和路由控制等。

Internet组管理协议IGMP

IP多播用到的协议，利用IGMP使路由器知道多播组成员的信息。

4、网际协议组的路由协议（IP网的路由选择协议）

自治系统AS的概念

由于IP网规模庞大，为了路由选择的方便和简化，一般将整个IP网划分为许多较小的区域，称为自治系统AS.

IP网的路由选择协议的特点

属于自适应的（即动态的）；

是分布式路由选择协议；

IP网采用分层次的路由选择协议，即分自治系统内部和自治系统外部路由选择协议。

IP网的路由选择协议分类

内部网关协议IGP--在一个自治系统内部使用的路由选择协议。具体的协议有：

RIP（路由信息协议）

使用源计算机和目的计算机之间的路由器（或路程段）数目来决定发送数据包的最佳路径。

OSPF（开放最短路径优先）

除了路由器数目以外，OSPF协议还使用了其他信息来决定最佳路径。通常，配置OSPF协议是为了判断路程段数目、路程段之间的连接速度和负载平衡，以计算发送数据包的最佳路径。

外部网关协议EGP--两个自治系统（使用不同的内部网关协议）之间使用的路由选择协议。目前使用最多的是BGP（即BGP-4）。

注意此处的网关实际指的是路由器。

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