协议体系结构

1.5.4　TCP/IP协议体系结构

Internet网络体系结构是以TCP/IP协议为核心的。IP协议为各种不同的通信子网或局域网提供一个统一的互联平台，TCP协议为应用程序提供端到端的通信和控制功能。实际上TCP/IP是一组协议，包括多个具有不同功能且互为关联的协议。TCP/IP是多个独立定义的协议集合，因此也被称为TCP/IP协议族。

TCP/IP协议模型从更实用的角度出发，形成了高效的4层体系结构，即网络接口层、IP层、传输层和应用层。图1-39表示了TCP/IP的分层结构和与OSI参考模型的对应关系。

图1-39　TCP/IP协议模型与OSI模型比较

各层的功能简介如下：

1．网络接口层

TCP/IP模型中的网络接口层与OSI/RM的物理层、数据链路层以及网络层的一部分相对应。该层中所使用的协议大多是各通信子网固有的协议，例如以太网802.3协议、令牌环网802.5协议或分组交换网X.25协议等。

2．IP层

IP层，Internet Protocol层，也被称为网际层、网络互联层。是TCP/IP模型的关键部分。它的功能是使主机可以把IP数据报（datagram）发往任何网络，并使数据报独立地传向目标（中途可能经由不同的网络）。

3．传输层

传输层为应用程序提供端到端通信功能，这与OSI/RM中的传输层相似。该层协议处理IP层没有处理的通信问题，保证通信连接的可靠性，能够自动适应网络的各种变化。传输层主要有两个协议：传输控制协议TCP（Transmission Control Protocol）、用户数据报协议UDP（User Datagram Protocol）。

TCP协议提供面向连接的服务，以建立高可靠性的信息传输连接为目的。它负责把用户数据（字节流）按一定的格式和长度组成多个数据报进行发送，并在接收到数据报之后按分解顺序重新组装和恢复用户数据。TCP不提供广播或多播服务。

4．应用层

位于传输层之上的应用层包含所有的高层协议，为用户提供所需要的各种服务。主要的服务有：远程登录（Telnet）、文件传输（FTP）、电子邮件（SMTP）、Web服务（HTTP）、域名系统（DNS）等。

TCP/IP模型中的应用层与OSI/RM中的应用层有较大差别，它包括了会话层及上面三层的所有功能。因此，TCP/IP模型的简洁性和实用性就体现在它不仅把网络层以下的部分留给了实际网络，而且将高层部分和应用进程结合在一起，形成了统一的应用层。如图1-40所示给出了TCP/IP模型中各层应用的主要协议。

图1-40　TCP/IP模型中的协议与网络