TCP／IP協(xié)議的基本概念是什么？發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢如何？

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議)是指能夠在多個不同網(wǎng)絡(luò)間實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)膮f(xié)議簇。TCP/IP協(xié)議不僅僅指的是TCP 和IP兩個協(xié)議，而是指一個由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等協(xié)議構(gòu)成的協(xié)議簇， 只是因?yàn)樵赥CP/IP協(xié)議中TCP協(xié)議和IP協(xié)議最具代表性，所以被稱為TCP/IP協(xié)議。TCP/IP傳輸協(xié)議，即傳輸控制/網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，也叫作網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。它是在網(wǎng)絡(luò)的使用中的最基本的通信協(xié)議。TCP/IP傳輸協(xié)議對互聯(lián)網(wǎng)中各部分進(jìn)行通信的標(biāo)準(zhǔn)和方法進(jìn)行了規(guī)定。并且，TCP/IP傳輸協(xié)議是保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息及時、完整傳輸?shù)膬蓚€重要的協(xié)議。TCP/IP傳輸協(xié)議是嚴(yán)格來說是一個四層的體系結(jié)構(gòu)，應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層都包含其中。 [2]TCP/IP協(xié)議是Internet最基本的協(xié)議,其中應(yīng)用層的主要協(xié)議有Telnet、FTP、SMTP等，是用來接收來自傳輸層的數(shù)據(jù)或者按不同應(yīng)用要求與方式將數(shù)據(jù)傳輸至傳輸層;傳輸層的主要協(xié)議有UDP、TCP，是使用者使用平臺和計算機(jī)信息網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)合的通道，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)共享;網(wǎng)絡(luò)層的主要協(xié)議有ICMP、IP、IGMP，主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包的傳送等;而網(wǎng)絡(luò)訪問層，也叫網(wǎng)絡(luò)接口層或數(shù)據(jù)鏈路層，主要協(xié)議有ARP、RARP，主要功能是提供鏈路管理錯誤檢測、對不同通信媒介有關(guān)信息細(xì)節(jié)問題進(jìn)行有效處理等。

TCP/IP協(xié)議是指傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)協(xié)議，是一種通信協(xié)議。它是因特網(wǎng)的核心協(xié)議，用于在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)通信。

TCP協(xié)議是一種基于連接的協(xié)議，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。它將?shù)據(jù)分割成小的數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳輸，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和重傳，保證了數(shù)據(jù)的正確性和完整性。TCP協(xié)議還實(shí)現(xiàn)了擁塞控制機(jī)制，能夠避免網(wǎng)絡(luò)擁塞引起的傳輸延遲和數(shù)據(jù)丟失。

IP協(xié)議是一種無連接的協(xié)議，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)層的路由選擇和數(shù)據(jù)包的傳輸。它使用IP地址定位網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備，并將數(shù)據(jù)包從源地址傳輸?shù)侥康牡刂贰P協(xié)議提供了一個層次化、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，使得互聯(lián)網(wǎng)上的大量設(shè)備可以進(jìn)行通信。

TCP/IP協(xié)議將TCP協(xié)議和IP協(xié)議結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)了面向連接的數(shù)據(jù)傳輸和分組交換的網(wǎng)絡(luò)通信，是現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)協(xié)議。

1 TCP/IP協(xié)議基本概念

TCP/IP協(xié)議是針對Internet開發(fā)的一種體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

TCP/IP協(xié)議是國際互聯(lián)網(wǎng)Internet采用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

TCP/IP是一組通信協(xié)議的代名詞，是由一系列協(xié)議組成的協(xié)議

TCP/IP協(xié)議是指傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議，是針對Internet開發(fā)的一種體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，其目的在于解決異種計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信問題，使得網(wǎng)絡(luò)在互連時把技術(shù)細(xì)節(jié)隱藏起來，為用戶提供一種通用、一致的通信服務(wù)。通常所說的TCP/IP協(xié)議實(shí)際上包含了大量的協(xié)議和應(yīng)用，并且由多個獨(dú)立定義的協(xié)議組合在一起，因此更確切地說，TCP/IP協(xié)議是一個協(xié)議簇而不是一種協(xié)議。

TCP/IP協(xié)議的特點(diǎn)

TCP/IP協(xié)議是開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

TCP/IP獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件，可以運(yùn)行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

TCP/IP使用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案，使得整個TCP/IP設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中只有唯一的地址

TCP/IP協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務(wù)

2 TCP/IP協(xié)議的層次劃分

TCP/IP協(xié)議和OSI參考模型

OSI參考模型TCP/IP概念層

應(yīng)用層、表示層、會話層應(yīng)用層

傳輸層傳輸層

網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層

數(shù)據(jù)鏈路層、物理層網(wǎng)絡(luò)接口層

TCOP/IP各層的主要功能

應(yīng)用層

各種服務(wù)及應(yīng)用程序通過該層利用網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)于HTTP、FTP、SMTP(簡單郵件傳輸協(xié)議)、Telnet等，負(fù)責(zé)處理特定的應(yīng)用程序細(xì)節(jié)

傳輸層

確認(rèn)數(shù)據(jù)傳輸及進(jìn)行糾錯處理，常用協(xié)議：TCP、UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)

TCP是一個可靠的面向連接的協(xié)議，保證某一主機(jī)的字節(jié)流準(zhǔn)確無誤的投遞到互聯(lián)網(wǎng)上的另一臺主機(jī)

UDP是無連接的服務(wù)，無重發(fā)和糾錯功能，不保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸

網(wǎng)絡(luò)層

負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸、路徑及地址選擇，常用協(xié)議：IP、ARP(地址解析協(xié)議)、ICMP和IGMP

也稱互聯(lián)層，其主要任務(wù)是路徑選擇，讓每個分組獨(dú)立地到達(dá)目的地，在接收端由高層協(xié)議重排。因IP層提供數(shù)據(jù)報服務(wù)，常常將報文分組稱為IP數(shù)據(jù)報

網(wǎng)絡(luò)接口層

也稱數(shù)據(jù)鏈路層或鏈路層，通常包括網(wǎng)絡(luò)接口卡及設(shè)備驅(qū)動，之所以沒有定義數(shù)據(jù)鏈路層，是因?yàn)樵赥CP/IP最初地設(shè)計中已經(jīng)考慮到多種數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議

是針對不同物理網(wǎng)絡(luò)的連接形式的協(xié)議，例如：Ethernet、FDDI、ATM

TCPIP協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)中廣泛使用的協(xié)議之一。它作為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議族的基礎(chǔ)，負(fù)責(zé)傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。在這篇文章中，我們將深入了解TCPIP協(xié)議的工作原理、協(xié)議棧和網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)等相關(guān)內(nèi)容。

一、TCPIP協(xié)議的工作原理

TCPIP協(xié)議是一個層次化的協(xié)議，它將傳輸數(shù)據(jù)的過程分成了四層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層。這些層次中每一層都有其獨(dú)特的功能和協(xié)議，它們通過相互作用來完成整個數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程。

1.物理層

TCPIP協(xié)議的物理層負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)的物理介質(zhì)上。它主要用于定義電纜的接口、插頭、連接器類型、電壓級別、帶寬等等。在物理層中，數(shù)據(jù)以比特位的形式在不同的物理媒介中傳輸，比如說通過同軸電纜、光纜或無線媒介傳輸數(shù)據(jù)。

2.數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層主要用于將比特流轉(zhuǎn)換為幀格式，以便在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層還負(fù)責(zé)檢測和糾正由于物理媒介中存在的傳輸錯誤。在數(shù)據(jù)鏈路層中，數(shù)據(jù)以幀的形式傳輸，并且每個幀都有唯一的標(biāo)識符和校驗(yàn)和。

3.網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層主要用于將數(shù)據(jù)從源主機(jī)發(fā)送到目標(biāo)主機(jī)。它負(fù)責(zé)分發(fā)數(shù)據(jù)包和路由選擇。網(wǎng)絡(luò)層使用IP地址來標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)和路由。當(dāng)數(shù)據(jù)包達(dá)到目標(biāo)主機(jī)時，網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)包發(fā)送到傳輸層進(jìn)行處理。

4.傳輸層

傳輸層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的端到端傳輸。它使用TCP或UDP協(xié)議來處理數(shù)據(jù)包。傳輸層中的TCP(傳輸控制協(xié)議)是一種可靠的、面向連接的協(xié)議，它負(fù)責(zé)在不可靠的IP網(wǎng)絡(luò)上可靠地發(fā)送數(shù)據(jù)。UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)則是一種不可靠的協(xié)議，但是由于其傳輸速度快，因此常用于實(shí)時傳輸應(yīng)用程序，比如說視頻和音頻數(shù)據(jù)。

二、TCPIP協(xié)議的協(xié)議棧

TCPIP協(xié)議使用一個協(xié)議棧來組織其各個層次。協(xié)議棧是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的一種抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它用于按照相應(yīng)順序處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。TCPIP協(xié)議棧包括以下四個層次：

1.應(yīng)用層

應(yīng)用層負(fù)責(zé)處理像HTTP、FTP和SMTP這樣的應(yīng)用程序，它們常常用于在網(wǎng)絡(luò)上共享資源。應(yīng)用層使用TCP或UDP協(xié)議來處理數(shù)據(jù)包。

2.傳輸層

傳輸層在TCP/IP協(xié)議棧中位于應(yīng)用層之下，它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的端到端傳輸。TCP協(xié)議提供面向連接的可靠數(shù)據(jù)傳輸，而UDP協(xié)議則提供無連接的不可靠數(shù)據(jù)傳輸。

3.網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)分發(fā)到網(wǎng)絡(luò)中的不同主機(jī)和路由器。它使用IP協(xié)議來管理主機(jī)的唯一標(biāo)識符。

4.物理層和數(shù)據(jù)鏈路層

物理層和數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)載入網(wǎng)絡(luò)物理介質(zhì)，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸和接收。它們使用各種不同的傳輸技術(shù)，比如說同軸電纜、光纜或無線網(wǎng)絡(luò)。

三、網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)

TCPIP協(xié)議使用的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)是一個分層的、分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)由以下三個主要組件組成：

1.端系統(tǒng)

端系統(tǒng)是互聯(lián)網(wǎng)中的最終節(jié)點(diǎn)，包括各種類型的主機(jī)和路由器。

2.通信鏈路

通信鏈路是用于連接端系統(tǒng)的物理或邏輯通道。它們包括電纜、光纜、無線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星和電話線路等不同的傳輸媒介。

3.分組交換設(shè)備

分組交換設(shè)備是在互聯(lián)網(wǎng)中用于交換數(shù)據(jù)包的設(shè)備，包括交換機(jī)和路由器。交換機(jī)只適用于局域網(wǎng)中，它將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到特定的端系統(tǒng)。路由器則負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡(luò)中的端系統(tǒng)傳遞到另一個網(wǎng)絡(luò)中的端系統(tǒng)。

四、TCPIP的優(yōu)缺點(diǎn)

TCPIP協(xié)議是一種深受歡迎的協(xié)議，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.可靠性: TCPIP協(xié)議使用TCP協(xié)議確保數(shù)據(jù)的可靠性。

2.開放性: TCPIP協(xié)議是一種開放的標(biāo)準(zhǔn)，它可以被任何第三方軟件使用，使得網(wǎng)絡(luò)通信非常靈活。

3.擴(kuò)展性: TCPIP協(xié)議是一種可擴(kuò)展的協(xié)議，可以根據(jù)用戶需求對其進(jìn)行個性化定制。

但是，TCPIP協(xié)議也存在以下缺點(diǎn):

1.安全性: TCPIP協(xié)議不是設(shè)計用于安全通信，它只是一個傳輸數(shù)據(jù)的協(xié)議。

2.復(fù)雜性: TCPIP協(xié)議棧的各個層次很復(fù)雜，使得它的學(xué)習(xí)和實(shí)現(xiàn)變得更加困難。

3.速度: 由于協(xié)議棧的層次結(jié)構(gòu)較多，因此TCPIP協(xié)議的速度相對較慢。