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TCP/IP 模型

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TCP/IP 模型
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What is TCP/IP in Networking? | Fortinet

OSI 模型只是一个参考/逻辑模型。它旨在通过将通信过程划分为更小和更简单的组件来描述通信系统的功能。

TCP/IP 由国防部 (DoD) 在 1960 年代设计和开发,基于标准协议。它代表传输控制协议/互联网协议。 TCP/IP 模型是 OSI 模型的简明版本。它包含四个层,与 OSI 模型中的七个层不同。

层数有时称为五层或四层。在本文中,我们将研究五层。物理层和数据链路层在 4 层参考中称为“ 物理层”或“网络接口层”的单个

TCP/IP 是做什么的?
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TCP/IP的主要工作是将计算机的数据从一个设备传输到另一个设备。此过程的主要条件是使数据可靠和准确,以便接收方将收到与发送方发送的相同信息。为了确保每条消息准确地到达其最终目的地,TCP/IP 模型将其数据划分为数据包并在另一端组合它们,这有助于在从一端传输到另一端时保持数据的准确性。

TCP和IP有什么区别?
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TCP IP是计算机网络的不同协议。TCP(传输控制协议)和IP(互联网协议)之间的基本区别在于数据传输。简而言之,IP找到邮件的目的地,TCP具有发送和接收邮件的工作。UDP 是另一种协议,它不需要 IP 即可与另一台计算机通信。只有 TCP 需要 IP。这是TCP和IP之间的基本区别。

TCP/IP 模型如何工作?
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每当我们想使用 TCP/IP 模型通过互联网发送东西时,TCP/IP 模型都会在发送端将数据分成数据包,相同的数据包必须在接收端重新组合以形成相同的数据,而这件事恰好是为了保持数据的准确性。TCP/IP 模型将数据划分为一个 4 层过程,其中数据首先以一个顺序进入这一层,然后以相反的顺序再次进入该层,以便在接收端以相同的方式进行组织。

有关详细信息,您可以参考 计算机网络中的 TCP/IP

TCP/IP 模型的层
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  1. 应用层
  2. 传输层(TCP/UDP)
  3. 网络/互联网层
  4. 数据链路层 (MAC)
  5. 物理层

TCP/IP 和 OSI 模型的图解比较如下:

TCP/IP 和 OSI

TCP/IP 和 OSI

1. 物理层
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它是一组需要网络通信的应用程序。该层负责生成数据和请求连接。它代表发送方和网络访问层代表接收方。在本文中,我们将代表接收者进行讨论。

2. 数据链路层
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数据包的网络协议类型(在本例中为 TCP/IP)由数据链路层标识。数据链路层还提供错误预防和“成帧”。点 对点协议 (PPP) 成帧和以太网 IEEE 802.2 成帧是数据链路层协议的两个示例。

3. 互联网层
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该层与 OSI 网络层的功能相似。它定义了负责在整个网络上逻辑传输数据的协议。驻留在此层的主要协议如下:

  • **IP:**IP 代表互联网协议,它负责通过查看数据包标头中的 IP 地址将数据包从源主机传递到目标主机。IP 有 2 个版本:IPv4 和 IPv6。IPv4是大多数网站目前使用的IPv6。但是IPv4正在增长,因为与用户数量相比,IPv4地址的数量有限。
  • ICMP:ICMP 代表 Internet 控制消息协议。它封装在 IP 数据报中,负责向主机提供有关网络问题的信息。
  • ARP:ARP 代表地址解析协议。它的工作是从已知的IP地址中查找主机的硬件地址。ARP 有几种类型:反向 ARP、代理 ARP、免费 ARP 和反向 ARP。

互联网层是互联网协议 (IP) 套件中的一个层,它是定义互联网的协议集。互联网层负责通过网络将数据包从一个设备路由到另一个设备。它通过为每个设备分配一个唯一的 IP 地址来实现这一点,该地址用于识别设备并确定数据包到达它的路由。

**例:**假设您正在使用计算机向朋友发送电子邮件。当您单击“发送”时,电子邮件被分解为较小的数据包,然后将其发送到互联网层进行路由。互联网层为每个数据包分配一个 IP 地址,并使用路由表来确定数据包到达目的地的最佳路由。然后,数据包被转发到其路由上的下一跃点,直到到达目的地。当所有数据包都已送达后,您朋友的计算机可以将它们重新组合成原始电子邮件。

在此示例中,Internet 层在将电子邮件从您的计算机传递到朋友的计算机方面起着至关重要的作用。它使用 IP 地址和路由表来确定数据包要采用的最佳路由,并确保将数据包传递到正确的目的地。如果没有互联网层,就不可能通过互联网发送数据。

4. 传输层
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TCP/IP 传输层协议交换数据接收确认并重新传输丢失的数据包,以确保数据包按顺序到达且没有错误。端到端通信被称为这样。传输控制协议 (TCP) 和用户数据报协议是此级别 (UDP) 的传输层协议。

  • **TCP:**应用程序可以使用 TCP 相互交互,就像它们通过电路进行物理连接一样。TCP 以类似于逐字符传输的方式传输数据,而不是单独的数据包。建立连接的起点、按字节顺序排列的整个传输以及关闭连接的终点构成了此传输。
  • UDP: 数据报传送服务由另一个传输层协议 UDP 提供。UDP 不会验证接收主机和发送主机之间的连接。传输少量数据的应用程序使用 UDP 而不是 TCP,因为它消除了建立和验证连接的过程。

5. 应用层
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此层类似于 OSI 模型的传输层。它负责端到端通信和无差错的数据交付。它使上层应用程序免受数据复杂性的影响。此层中存在的三个主要协议是:

  • HTTP和HTTPS: HTTP代表超文本传输协议。万维网使用它来管理 Web 浏览器和服务器之间的通信。HTTPS 代表 HTTP-Secure。它是HTTP与SSL(安全套接字层)的组合。在浏览器需要填写表单、登录、进行身份验证和执行银行交易的情况下,它非常有效。
  • SSH:SSH 代表Secure Shell。它是一个类似于Telnet的终端仿真软件。首选SSH的原因是因为它能够保持加密连接。它通过 TCP/IP 连接设置安全会话。
  • NTP:NTP 代表 网络时间协议。它用于将我们计算机上的时钟同步到一个标准时间源。它在银行交易等情况下非常有用。假设以下情况不存在 NTP。假设您执行一个事务,您的计算机在下午 2:30 读取时间,而服务器在下午 2:28 记录时间。如果服务器不同步,它可能会崩溃得非常严重。

主机到主机层是 OSI(开放系统互连)模型中的一个层,负责在网络上的主机(计算机或其他设备)之间提供通信。它也被称为传输层。

主机到主机层的一些常见用例包括:

  1. **可靠的数据传输:**主机到主机层通过使用纠错和流量控制等技术确保数据在主机之间可靠地传输。例如,如果数据包在传输过程中丢失,主机到主机层可以请求重新传输数据包,以确保正确接收所有数据。
  2. **分段和重组:**主机到主机层负责将大块数据分解为可通过网络传输的较小段,然后在目标处重新组装数据。这样可以更有效地传输数据,并有助于避免网络过载。
  3. **多路复用和解复用:**主机到主机层负责将来自多个源的数据多路复用到单个网络连接上,然后在目标位置对数据进行多路复用。这允许多个设备共享相同的网络连接,并有助于提高网络的利用率。
  4. **端到端通信:**主机到主机层提供面向连接的服务,允许主机相互端到端通信,而无需中间设备参与通信。

**例:**假设一个具有两个主机 A 和 B 的网络。主机 A 想要将文件发送到主机 B。主机 A 中的主机到主机层会将文件分解为更小的段,添加纠错和流控信息,然后通过网络将段传输到主机 B。主机 B 中的主机到主机层将接收段、检查错误并重新组装文件。成功传输文件后,主机 B 中的主机到主机层将确认收到文件给主机 A。

在此示例中,主机到主机层负责在主机 A 和主机 B 之间提供可靠的连接,将文件分解为较小的段,并在目标处重新组装段。它还负责多路复用和解复用数据,并在两台主机之间提供端到端通信。

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其他常见的互联网协议
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TCP/IP 模型涵盖了许多互联网协议。这些互联网协议的主要规则是如何验证数据并通过互联网发送。一些常见的互联网协议包括:

  • HTTP(超文本传输协议): HTTP负责Web浏览器和网站。
  • FTP**(文件传输协议):** FTP负责如何通过互联网发送文件。
  • SMTP(简单邮件传输协议): SMTP用于发送和接收数据。

TCP/IP 和 OSI 模型之间的区别
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TCP/IP OSI
TCP 是指传输控制协议。 OSI 是指开放系统互连。
TCP/IP 在应用程序层本身中使用会话层和表示层。 OSI 使用不同的会话和表示层。
TCP/IP 遵循无连接水平方法。 OSI 遵循垂直方法。
TCP/IP 中的传输层不提供数据包的保证传递。 在 OSI 模型中,传输层提供数据包的保证传递。
在 TCP/IP 模型中,协议不能轻易替换。 而在OSI模型中,协议得到了更好的覆盖,并且很容易随着技术的变化而替换。
TCP/IP 模型网络层仅提供无连接服务。 无连接和面向连接的服务由 OSI 模型中的网络层提供。

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