TCP/IP模型

1.   TCP/IP协议介绍

TCP/IP（又称TCP/IP协议簇）是一组用于实现网络互连的通信协议，其名称来源于该协议簇中两个重要的协议（IP协议和TCP协议）。基于TCP/IP的参考模型将协议分成四个层次，它们分别是网络接口层、网际互连层（IP层）、（TCP层）和应用层。图17-4画出了TCP/IP模型以及该模型与OSI模型各层的对照关系。

 

图17-4 OSI模型与TCP/IP模型对照图

①    网络接口层：网络接口层与OSI参考模型中的物理层和数据链路层相对应。

②    网际互联层：网际互联层对应于OSI参考模型的网络层，主要解决主机到主机的通信问题。该层有四个主要协议：网际协议（IP）、（ARP）、互联网组管理协议（IGMP）和互联网控制报文协议（ICMP）。IP协议是网际互联层最重要的协议，它提供的是一个不可靠、无连接的数据报传递服务。

③    传输层：传输层对应于OSI参考模型的传输层，为应用层实体提供端到端的通信功能。该层定义了两个主要的协议：（TCP）和（UDP）。TCP协议提供的是一种可靠的、面向连接的数据传输服务；而UDP协议供的是不可靠的、无连接的数据传输服务。

④    应用层：应用层对应于OSI参考模型的会话层、表示层和应用层，为用户提供所需要的各种服务，例如FTP、Telnet、DNS、SMTP等。

2. OSI模型与TCP/IP模型比较说明

（1）OSI模型与TCP/IP模型比较说明

OSI 引入了服务、接口、协议、分层的概念，TCP/IP借鉴了OSI的这些概念建立TCP/IP模型。OSI先有模型，后有协议，先有标准，后进行实践；而 TCP/IP则相反，先有协议和应用再提出了模型，且是参照的OSI模型。OSI太复杂，TCP/IP简单却并不全面。OSI花了很长时间进行标准化，与 此同时，TCP/IP已被广泛使用，已成为网络互联事实上的标准。

 

（2）OSI模型与TCP/IP模型

表17-1列出了OSI模型与TCP/IP模型的协议对照及协议说明。

表17-1 OSI模型与TCP/IP模型协议对照表

OSI中的层	功能	TCP/IP协议簇
应用层	文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端	TFTP、HTTP、SNMP、FTP、SMTP、DNS、Telnet
表示层	数据格式化，代码转换，数据加密	没有协议
会话层	解除或建立与别的接点的联系	没有协议
传输层	提供端对端的接口	TCP、UDP
网络层	为数据包选择路由	IP、ICMP、OSPF、BGP、IGMP 、ARP、RARP
数据链路层	传输有地址的帧以及错误检测功能	SLIP、PPP、MTU
物理层	以二进制数据形式在物理媒体上传输数据	ISO2110、IEEE802、IEEE802.2

3. TCP/IP通信过程图

   下图17-5画出了两台主机通过TCP/IP协议的通信过程，其中应用层使用的是FTP协议。除物理层是实际传输数据的，其他对等层只是虚拟通信（所以画 的是虚线），对等层一般需要遵照相同的协议。上层传输数据只与相邻上下层有关系。TCP及以下层是由操作系统内核实现，是处理通信细节。而应用层程序是通 过socket编程实现的，处理的是应用程序细节。

图17-5 TCP/IP通信过程图

 

4. TCP/IP数据包

TCP/IP数据包说明如图17-6所示。IP层传输单位是IP分组，属于点到点的传输；TCP层传输单位是TCP段，属于端到端的传输。

图17-6 TCP/IP数据包说明图