TCPIP传输控制协议因特网互联协议.docx
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1、TCP/IPTransmission Control Protocol/Internet Protocol)的简写,中文译名为传输掌握协议/因特网互联协议,又叫网络通讯协议,这个协议是 Internet 最根本的协议、Internet 国际互联网络的根底,简洁地说,就是由网络层的 IP 协议和传输层的 TCP 协议组成的。TCP/IP 定义了电子设备比方计算机如何连入因特网,以及数据如何在它们之间传输的标准。TCP/IP 是一个四层的分层体系构造。高层为传输掌握协议,它负责聚拢信息或把文件拆分成更小的包。低层是网际协议,它处理每个包的地址局部,使这些包正确的到达目的地。名目协议构造产生背景开发
2、过程主要协议IP 地址留意事项子网划分概念区分协议构造产生背景开发过程主要协议IP 地址留意事项子网划分概念区分 协议层级 网络模型 协议测试 主要特点 协议优势 协议重置 协议缺陷开放编辑本段协议构造TCP/IP 传输掌握协议 /网际协议是互联网中的根本通信语言或协议。在私网中,它也被用作通信协议。当你直接网络连接时,你的计算机应供给一个 TCP/IP 程序的副本,此时接收你所发送的信息的计算机也应有一个TCP/IP 程序的副本。TCP/IP 是一个四层的分层体系构造。高层为传输掌握协议(TCP,Transmission Control Protocol) ,它负责聚拢信息或把文件拆分成更小
3、的包。这些包通过网络传送到接收端的 TCP 层,接收端的 TCP 层把包复原为原始文件。低层是 网际协议(IP,Internet Protocol) ,它处理每个包的地址局部,使这些包正确的到达目的地。网络上的网关计算机依据信息的地址 来进展路由选择。即使来自同一文件的分包路由也有可能不同,但最终会在 目的地集合。 TCP/IP 使用客户端/效劳器模式进展通信。 TCP/IP 通信是点对点的,意思是通信是网络中的一台主机与另一台主机之间的。 TCP/IP 与上层应用程序之间可以说是“没有国籍的”,由于每个客户恳求都被看做是与上 一个恳求无关的。正是它们之间的“无国籍的”释放了网络路径,才是每个
4、 人都可以连续不断的使用网络。 很多用户生疏使用 TCP/IP 协议的高层应用协议。包括 万维网www,world wide web的超文本传输协议 ,文件传输协议FTP,远程网络访问协议 (Telnet )和简洁邮件传输协议SMTP。这些协议通常和 TCP/IP 协议打包在一起。 使用模拟 调制解调器连接网络的个人电脑通常是使用串行线路接口协议 SLIP和点对点协议 P2P 。这些协议压缩 IP 包后通过拨号 线发送到对方的调制解调器中。与TCP/IP 协议相关的协议还包括用户数据包协议 UDP ,它代替 TCP/IP 协议来到达特别的目的。其他协议是网络主机用来交换路由信息的, 包括 In
5、ternet 掌握信息协议 ICMP ,内部网关协议 IGP ,外部网关协议 EGP,边界网关协议 BGP 。编辑本段产生背景众所周知,如今电脑上因特网都要作 TCP/IP 协议设置,明显该协议成了当今地球村“人与人”之间的“牵手协议”。1997 年,为了褒奖对因特网进展作出突出奉献的科学家,并对TCP/IP 协议作出充分确定, 美国授予为因特网制造和定义 TCP/IP 协议的文顿瑟夫和卡恩“国家技术金奖”。这无疑使人们生疏到 TCP/IP 协议的重要性。在阿帕网 ARPR产生运作之初,通过接口信号处理机实现互联的电脑并不多,大局部电脑相互之间不兼容,在一台电脑上完成的工作,很难拿到另一台电脑
6、上去用,想让硬件和软件都不一样的电脑联网,也有很多困难。当时美国的状况是,陆军用的电脑是 DEC 系列产品,海军用的电脑是Honeywell 中标机器,空军用的是 IBM 公司中标的电脑,每一个军种的电脑在各自的系里都运行良好,但却有一个大弊病:不能共享资源。当时科学家们提出这样一个理念:“全部电脑生来都是公平的。”为了让这些“生来公平”的电脑能够实现“资源共享”就得在这些系统的标准之上,建立一种大家共同都必需遵守的标准,这样才能让不同的电脑依据肯定的规章进展“谈判”,并且在谈判之后能“握手”。在确定今日因特网各个电脑之间“谈判规章”过程中,最重要的人物当数瑟夫 Vinton G.Cerf 。
7、正是他的努力,才使今日各种不同的电脑能依据协议上网互联。瑟夫也因此获得了与克莱因罗克“因特网之父”一样的美称“互联网之父”。瑟夫从小宠爱标立异,坚强而又热忱。中学读书时,就被允许使用加 州大学洛杉矶分校的电脑, 他认为“为电脑编程序是个格外感动人心的事, 只要把程序编好,就可以让电脑做任何事情。”1965 年,瑟夫从斯坦福大学毕业到 IBM 的一家公司当系统工程师,工作没多久,瑟夫就觉得学问不够用,于是到加州大学洛杉矶分校攻读博士,那时,正逢阿帕网的建立,“接口信号处理机” IMP的研试及网络测评中心的建立,瑟夫也成了著名科学家克莱因罗克手下的一位学生。瑟夫与另外三位年轻人温菲尔德、克罗克、布
8、雷登参与了阿帕网的第一个节点的联接。此后不久, BBN 公司对工作中各种状况进展有很强推断力量、被公认阿帕网建成作出巨大奉献的鲍伯卡恩Bob Kahn也来到了加州大学洛杉矶分校。 在那段日子里,往往是卡恩提出需要什么软件,而瑟夫则通宵达旦地把符合要求的软件给编出来,然后他 们一起测试这些软件,直至能正常运行。当时的主要格局是这样的,罗伯茨提出网络思想设计网络布局,卡恩设计阿帕网总体构造,克莱因罗克负责网络测评系统,还有众多的科学家、研究生参与争论、试验。 69 年 9 月阿帕网诞生、运行后,才觉察各个 IMP 连接的时候,需要考虑用各种电脑都认可的信号来翻开通信管道,数据通过后还要关闭通道。否
9、则这些 IMP 不会知道什么时候应当接收信号,什么时候该完毕,这就是我们现在所说的通信“协议”的概念。 70 年 12 月制定出来了最初的通信协议由卡恩开发、瑟夫参与的“网络掌握协议” NCP,但要真正建立一个共同的标准很不简洁, 72 年 10 月国际电脑通信大会完毕后,科学家们都在为此而努力。“包切换”理论为网络之间的联接方式供给了理论根底。卡恩在自己研 究的根底上,生疏到只有深入理解各种操作系统的细节才能建立一种对各种 操作系统普适的协议, 73 年卡恩请瑟夫一起考虑这个协议的各个细节,他们这次合作的结果产生了目前在开放系统下的全部网民和网管人员都在使用的 “传输掌握协议” TCP,Tr
10、ansmission-Control Protocol 和“因特网协议” IP,Internet Protocol 即 TCP/IP 协议。通俗而言: TCP 负责觉察传输的问题,一有问题就发出信号,要求重传输,直到全部数据安全正确地传输到目的地。而 IP 是给因特网的每一台电脑规定一个地址。 1974 年 12 月,卡恩、瑟夫的第一份 TCP 协议具体说明正式发表。当时美国国防部与三个科学家小组签定了完成 TCP/IP 的协议,结果由瑟夫领衔的小组捷足先登,首先制定出了通过具体定义的TCP/IP 协议标准。当时作了一个试验,将信息包通过点对点的卫星网络,再通过陆地电缆, 再通过卫星网络,再由
11、地面传输,贯串欧洲和美国,经过各种电脑系统,全程 9.4 万公里竟然没有丧失一个数据位,远距离的牢靠数据传输证明白TCP/IP 协议的成功。1983 年 1 月 1 日,运行较长时期曾被人们习惯了的 NCP 被停顿使用, TCP/IP 协议作为因特网上全部主机间的共同协议,从今以后被作为一种必需遵守的规章被确定和应用。正是由于 TCP/IP 协议,才有今日“地球村”因特网的巨大进展。编辑本段开发过程在构建了阿帕网先驱之后, DARPA 开头了其他数据传输技术的争论。 NCP 诞生后两年, 1972 年, 罗伯特卡恩Robert E. Kahn 被 DARPA 的信息技术处理办公室雇佣,在那里他
12、争论卫星数据包网络和地面无线数据包网络,并且意识到能够在它们之间沟通的价值。在 1973 年春天,已有的 ARPANET 网络掌握程序 NCP协议的开发者 文顿瑟夫Vinton Cerf 参加到卡恩为ARPANET 设计下一代协议而开发开放互连模型的工作中。到了 1973 年夏天,卡恩和瑟夫很快就开发出了一个根本的改进形式,其中网络协议之间的不同通过使用一个公用互联网络协议而隐蔽起来,并且牢靠性由主机保证而不是像 ARPANET 那样由网络保证。瑟夫赞扬 Hubert Zimmerman 和 Louis Pouzin CYCLADES 网络的设计者在这个设计上发挥了重要影响。由于网络的作用削减
13、到最小的程度,就有可能将任何网络连接到一起, 而不用管它们不同的特点,这样就解决了卡恩最初的问题。一个流行的说 法提到瑟夫和卡恩工作的最终产品 TCP/IP 将在运行“两个罐子和一根弦” 上,实际上它已经用在信鸽上。一个称为 网关后来改为路由器以免与网关混淆的计算机为每个网络供给一个接口并且在它们之间来回传输 数据包。这个设计思想更细的形式由瑟夫在斯坦福的网络争论组的1973 年1974 年期间开发出来。处于同一时期的诞生了 PARC 通用包协议组的施乐 PARC 早期网络争论工作也有重要的技术影响; 人们在两者之间摇摆不定。DARPA 于是与 BBN、斯坦福和伦敦大学签署了协议开发不同硬件平
14、台上协议的运行版本。有四个版本被开发出来 TCP v1、TCP v2、在 1978 年春天分成 TCP v3 和 IP v3 的版本,后来就是稳定的 TCP/IP v4 目前因特网仍旧使用的标准协议。1975 年,两个网络之间的 TCP/IP 通信在斯坦福和伦敦大学 UCL之间进展了测试。 1977 年 11 月,三个网络之间的 TCP/IP 测试在美国、英国和挪威之间进展。在 1978 年到 1983 年间,其他一些 TCP/IP 原型在多个争论中心之间开发出来。 ARPANET 完全转换到 TCP/IP 在 1983 年 1 月 1 日发生。11984 年,美国国防部将 TCP/IP 作为
15、全部计算机网络的标准。 1985 年,因特网架构理事会进展了一个三天有 250 家厂商代表参与的关于计算产业使用 TCP/IP 的工作会议,帮助协议的推广并且引领它日渐增长的商业应用。2005 年 9 月 9 日卡恩和瑟夫由于他们对于美国文化做出的卓越奉献被授予总统自由勋章。编辑本段主要协议之所以说 TCP/IP 是一个协议族, 是由于 TCP/IP 协议包括 TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNET 、FTP、SMTP、ARP、TFTP 等很多协议,这些协议一起称为 TCP/IP 协议。以下是协议族中一些常用协议英文名称和用途: TCP(Transport Control Pro
16、tocol) 传输掌握协议IP(Internet Protocol) 因特网协议UDP(User Datagram Protocol) 用户数据报协议ICMP(Internet Control Message Protocol) 互联网掌握信息协议SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) 简洁邮件传输协议SNMP(Simple Network manage Protocol) 简洁网络治理协议FTP(File Transfer Protocol) 文件传输协议ARP(Address Resolution Protocol) 地址解析协议TCP/IP 协议簇分为四层
17、, IP 位于协议簇的其次层 (对应 OSI 的第三层), TCP 位于协议簇的第三层 (对应 OSI 的第四层)。TCP 和 IP 是 TCP/IP 协议簇的中间两层,是整个协议簇的核心,起到了承上启下的作用。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 数据包是不行靠的,由于 IP 并没有做任何事情来确认数据包是按挨次发送的或者没有被破坏。 IP 数据包中含有发送它的
18、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 效劳在接收数据包时,通常假设包中的源地址是有效的。也可以这样说, IP 地址形成了很多效劳的认证根底,这些效劳信任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 的效劳来说,使用了该选项的 IP 包似乎是从路径上的最终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, 说明白它可以被用来哄骗系统来进展寻常是被制止的连接。那么,很多依靠 IP 源地址做确认的效劳将产生问
19、题并且会被非法入侵。2.TCP假设 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 将包排序并进展错误检查,同时实现虚电路间的连接。TCP 数据包中包括序号和确认,所以未依据挨次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 的效劳程序和客户程序。应用程序轮番将信息送回 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,最终到接收方。面对连接的效劳例如 Telnet、FTP、rlogin、X Windows 和 SMTP需要高度的牢靠性,所以它们使用了 TCP。
20、DNS 在某些状况下使用 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.UDPUDP 与 TCP 位于同一层,但它不管数据包的挨次、错误或重发。因此, UDP 不被应用于那些使用虚电路的面对连接的效劳, UDP 主要用于那些面对查询-应答的效劳,例如 NFS。相对于 FTP 或 Telnet,这些效劳需要交换的信息量较小。使用 UDP 的效劳包括 NTP网络时间协议和 DNSDNS 也使用 TCP。哄骗 UDP 包比哄骗 TCP 包更简洁,由于 UDP 没有建立初始化连接也可以称为握手由于在两个系统间没有虚电路,也就是说,与UDP 相关的效劳面临着更大的危急。4.IC
21、MPICMP 与 IP 位于同一层,它被用来传送 IP 的的掌握信息。它主要是用来供给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, 假设路径不行用了, ICMP 可以使 TCP 连接风光地终止。 PING 是最常用的基于 ICMP 的效劳。5. TCP 和 UDP 的端口构造TCP 和 UDP 效劳通常有一个客户 /效劳器的关系,例如,一个 Telnet 效劳进程开头在系统上处于空闲状态,等待着连接。用户使用 Telnet 客户程序与效劳进程建立一个连接。客户程序向效劳进程写入信息,效
22、劳进程读出信 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, 可以用来进展读写。两个系统间的多重 Telnet 连接是如何相互确认并协调全都呢? TCP 或UDP 连接唯一地使用每个信息中的如下四项进展确认: 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。端口是一个软件构造,被客户程序或效劳进程用来发送和接收信息。一 个端口对应一个 16 比特的数。效劳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,由于在建立
23、与特定的主机或效劳的连接时,需要这些地址和目的地址进展通讯。编辑本段 IP 地址在 Internet 上连接的全部计算机, 从大型机到微型计算机都是以独立的身份消灭,我们称它为主机。为了实现各主机间的通信,每台主机都必需有一个唯一的网络地址。就似乎每一个住宅都有唯一的门牌一样,才不至于在传输资料时消灭混乱。Internet 的网络地址是指连入 Internet 网络的计算机的地址编号。所以,在 Internet 网络中,网络地址唯一地标识一台计算机。我们都已经知道, Internet 是由几千万台计算机相互连接而成的。而我们要确认网络上的每一台计算机, 靠的就是能唯一标识该计算机的网络地址,
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