TCP/IP模型的學習-網絡層和運輸層

按照慣例,先上先上TCP/IP四層模型示意圖:

TCP/IP模型的學習-網絡層和運輸層

TCP/IP四層模型

Ⅱ.網絡層

TCP/IP網絡層,也叫IP層,該層的功能是處理跨越多個網絡的機器之間的路由問題,同時也管理網絡名稱和地址,以利於解決路由問題。

網絡層處理從發送方到接收方的數據移動,在必要時,還能把數據重新打包到較小的數據容器中,處理識別發送方和接收方的位置問題,並定義如何在網絡上從“此”到達“彼”。

具體的講,網絡層主要有三個基本功能:

①MTU分片MTU,指的是當路由數據從一種類型的網絡運送到另一種類型的網絡時網絡能夠承載的最大數據塊。這個最大數據塊,即MTU,是會發生變化的,當數據從支持較大MTU的介質移動到支持較小MTU介質的時候,數據塊就必須縮小,以便匹配參與傳輸的兩個MTU中較小的一個MTU。在MTU分片任務進行的過程中,由於當較小的數據包傳輸到容許較大數據包的網絡上時,這些數據包並不需要組合成長度較大的數據包,故該任務僅需要一次單向轉換,但任務必須在傳輸過程中完成。

②尋址:尋址功能定義了一種機制,即TCP/IP網絡中的所有網卡都必須與標識每一個網卡的專用的、唯一的比特位模式相對應,這個比特位模式也標識了網卡所屬的網絡,比如我們的本地網絡。

③路由:路由定義了將數據包從發送方轉發給接收方的機制,在從發送方到接收方的轉發過程中,可能需要數箇中間中繼過程。路由功能不僅包含在成功傳遞的過程中,而且還提供了跟蹤傳遞性能的方法,以及在發生傳遞失效時報告錯誤的方法。

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Window系統運行route print -4顯示的本機路由表

網絡層另外一部分重要的內容,就是在該層發揮作用的主要協議,如下:

①網際協議(Internet Protocol,IP):也就是常說的IP協議,該協議負責把數據包從發送方路由到接收方。

②Internet控制消息協議(Internet Control Message Protocol,ICMP)ICMP協議處理基於IP路由和網絡行為的消息,特別是與“數據流狀況”和出錯相關的信息。

③地址解析協議(Address Resolution Protocol,ARP)ARP協議在特定電纜網段上將數字IP網絡地址轉換為媒體訪問控制地址(MAC),一般情況下ARP協議總是應用在數據包傳遞的最後階段。

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查看本機ARP緩存(MAC地址對應表)

④反向地址解析協議(Reverse Address Resolution Protocol,RARP):RARP協議將MAC層地址轉換為數字IP地址。ARP和RARP協議是連接第2層和第3層之間的橋樑,都要操作MAC和IP地址,絕大多數協議棧的實現都是在數據鏈路層中包含了ARP和RARP功能。

⑤自舉協議(Bootstrap Protocol,BOOTP)BOOTP協議動態主機配置協議(Dynamic Host Configuration Protocol,DHCP)前導協議,DHCP管理網絡IP地址分配和其他IP配置數據。BOOTP支持網絡設備從網絡上獲取啟動和配置數據,而不是從本地硬盤上獲取這些數據。

⑥路由信息協議(Routing Information Protocol,RIP)RIP協議定義了原始距離向量和本地網內用於本地路由區域的最基本路由協議。距離向量,本質上是鏈路中路由器個數的整數,稱為

跳數(hop),是發送方和接收方之間的數據包必須通過的路由器個數,RIPv1有一個4位的跳數字段,允許的最大跳數位15

⑦開放式最短路徑優先協議(Open Shortest Path First,OSPF)OSPF協議定義了一個本地網內用於本地或內部路由區域、廣泛使用的鏈路狀態路由協議。

⑧邊界網關協議(Border Gateway Protocol,BGP)BGP協議定義了一種連接到公共互聯網主幹網或互聯網中其他路由區域的廣泛應用路由協議,在這些路由區域裡,多方聯合負責管理數據流。

Ⅳ.運輸層

運輸層,也可以叫作傳輸層

通常情況下,把運行在Internet上的設備標識為主機(host),有時TCP/IP運輸層也被稱為主機到主機層,在於運輸層提供了從一臺主機到另一臺主機的數據移動。

傳輸層協議提供的基本功能包括從發送方到接收方數據的可靠傳輸,還提供傳輸前必要的出站消息分段,以及把數據交付給應用層之前重組分段以便進一步處理。

TCP/IP運輸層有兩個主要協議:傳輸控制協議(Transmission Control Protocol,TCP)用戶數據報協議(User Datagram Protocol,UDP)

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TCP和UDP的對比

TCP是面向連接的(connection-oriented)的協議,UDP是無連接的(connectionless)的協議。TCP發送數據之前在發送方和接收方之間協商並維持連接,數據成功發送得到正確確認,數據丟失或錯誤得到重新傳輸請求。UDP則以一種稱為“盡最大努力交付(Best-effort Delivery)”的方式簡單地發送數據,在接收方沒有任何後續的檢驗。

TCP和UDP相比較,TCP比UDP更加可靠,但相對的速度也就更慢一些。TCP可以在協議層提供可靠的交付服務,UDP不能。


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