互联网协议套件 けん (英語 えいご :Internet Protocol Suite ,縮寫 しゅくしゃ IPS)[1] ,是 ぜ 一種网络通訊模型,以及用 よう 於网络传输的 てき 协议 集合 しゅうごう ,為 ため 網 あみ 際 ぎわ 网络的 てき 基礎 きそ 通 どおり 訊架構,被 ひ 應用 おうよう 於各種 かくしゅ 網 もう 絡 からま 通信 つうしん 中 ちゅう 。
它常通稱 つうしょう 為 ため TCP/IP协议族 ぞく (英語 えいご :TCP/IP Protocol Suite ,或 ある TCP/IP Protocols),简称TCP/IP [2] 。因 よし 為 ため 该協定 きょうてい 家族 かぞく 的 てき 兩個 りゃんこ 核心 かくしん 協定 きょうてい :TCP(传输控 ひかえ 制 せい 协议 ) 和 わ IP(网际协议 ) ,為 ため 该家族 かぞく 中 ちゅう 最早 もはや 通過 つうか 的 てき 標準 ひょうじゅん [3] 。由 よし 於在網 もう 絡 からま 通 どおり 讯协议普遍 ふへん 采 さい 用 よう 分 ぶん 层的结构,当 とう 多 た 个层次 じ 的 てき 协议共同 きょうどう 工作 こうさく 时,类似计算机 つくえ 科学 かがく 中 ちゅう 的 てき 堆 うずたか 栈 ,因 いん 此又称 しょう 为TCP/IP协议栈 (英語 えいご :TCP/IP Protocol Stack )[4] [5] 。这些协议最早 もはや 发源于美国 びくに 国防 こくぼう 部 ぶ (縮寫 しゅくしゃ 為 ため DoD)的 てき ARPA网 项目,因 いん 此也稱 しょう 作 さく DoD模型 もけい (DoD Model)[6] 。這個協定 きょうてい 套組由 ゆかり 互联网工程 ほど 任 にん 务组 負 ふ 責 せめ 維護。
TCP/IP提供 ていきょう 了 りょう 點 てん 對 たい 點 てん 連結 れんけつ 的 てき 機 き 制 せい ,將 はた 資料 しりょう 應 おう 該如何 なん 封 ふう 裝 そう 、定 じょう 址 し 、傳 つて 輸、路 みち 由 よし 以及在 ざい 目的 もくてき 地 ち 如何 いか 接收 せっしゅう ,都 みやこ 加 か 以標準 ひょうじゅん 化 か 。它將軟體通信 つうしん 過程 かてい 抽象 ちゅうしょう 化 か 為 ため 四 よん 個 こ 抽象 ちゅうしょう 層 そう ,採取 さいしゅ 協定 きょうてい 堆 うずたか 疊 たたみ 的 てき 方式 ほうしき ,分別 ふんべつ 實 じつ 作出 さくしゅつ 不同 ふどう 通信 つうしん 協定 きょうてい 。協定 きょうてい 套組下 か 的 てき 各種 かくしゅ 協定 きょうてい ,依 よ 其功能 のう 不同 ふどう ,分別 ふんべつ 歸屬 きぞく 到 いた 這四 よん 個 こ 階層 かいそう 之 の 中 なか [7] [8] ,常 つね 視 し 為 ため 是 ぜ 簡化的 てき 七 なな 層 そう OSI模型 もけい 。
1983年 ねん 1月 がつ 1日 にち ,在 ざい 因 いん 特 とく 网的 てき 前身 ぜんしん (ARPA网)中通 なかとおり 訊方式 しき 換 かわ 成 なり 新 しん 的 てき 定義 ていぎ ,TCP/IP取 と 代 だい 旧 きゅう 的 てき 网络控 ひかえ 制 せい 协议 (NCP,Network Control Protocol),从而成 なり 为今天 てん 的 てき 互联网的基 もと 石 せき 。最早 もはや 的 てき TCP/IP由 ゆかり 文 ぶん 顿·瑟夫和 わ 罗伯特 とく ·卡恩 两位开发,慢慢地 ち 通 どおり 过竞争 そう 战胜其他一些网络协议的方案,比 ひ 如国 くに 际标准 じゅん 化 か 组织ISO 的 てき OSI模型 もけい 。TCP/IP的 てき 蓬 よもぎ 勃发展 てん 发生在 ざい 1990年代 ねんだい 中期 ちゅうき 。当 とう 时一些重要而可靠的工具的出世,例 れい 如页面 めん 描述语言HTML 和 かず 浏览器 き Mosaic ,促成 そくせい 了 りょう 互联网应用 よう 的 てき 飞速发展。
随 ずい 着 ぎ 互联网的发展,目前 もくぜん 流行 りゅうこう 的 てき IPv4 协议(网际协议版本 はんぽん 四 よん )已 やめ 经接近 せっきん 它的功 こう 能 のう 上限 じょうげん 。IPv4最 さい 致命 ちめい 的 てき 两个缺陷 けっかん 在 ざい 于:
地 ち 址 し 只 ただ 有 ゆう 32位 い ,IP地 ち 址 し 空 そら 间有限 げん ;
不 ふ 支持 しじ 服 ふく 务质量 りょう (Quality of Service ,QoS),无法管理 かんり 带宽和 わ 优先级,故 こ 而不能 ふのう 很好的 てき 支持 しじ 现今越来 ごえく 越 えつ 多 た 实时的 てき 语音和 わ 视频应用。因 よし 此IPv6 (网际协议版本 はんぽん 六 ろく )浮出水面 すいめん ,用 よう 以取代 だい IPv4。
TCP/IP成功 せいこう 的 てき 另一个因素在於对为数众多的低层协议的支持。这些低 てい 层协议对应OSI模型 もけい 中 なか 的 てき 第 だい 一 いち 层(物理 ぶつり 层)和 わ 第 だい 二 に 层(数 かず 据 すえ 链路层)。每 まい 层的所有 しょゆう 协议几乎都 と 有 ゆう 一 いち 半数 はんすう 量 りょう 支持 しじ TCP/IP,例 れい 如:以太网 (Ethernet)、令 れい 牌 ぱい 环 (Token Ring)、光 ひかり 纤数据 すえ 分布 ぶんぷ 接 せっ 口 こう (FDDI)、点 てん 对点协议 (PPP)、X.25 、帧中继 (Frame Relay)、ATM 、Sonet 、SDH 等 とう 通 つう 訊方法 ほう 中 ちゅう 都 と 可 か 以應用 おうよう 。
最初 さいしょ 想到 そうとう 让不同 どう 电脑之 の 间实现连接 せっ 的 てき ,是 ぜ 美国 びくに 加州 かしゅう 大学 だいがく 洛 らく 杉 すぎ 矶分校 こう 网络工作 こうさく 小 しょう 组的斯蒂芬·克 かつ 罗克 (Stephen D. Crocker)。1970年 ねん ,克 かつ 罗克及其小 しょう 组着手 ちゃくしゅ 制定 せいてい 最初 さいしょ 的 てき 主 しゅ 机 つくえ 对主机 つくえ 通信 つうしん 协议,它称为网络控 ひかえ 制 せい 协议 (Network Control Protocol,缩写NCP)。该协议用于阿 おもね 帕网 ,并在局部 きょくぶ 网络条件下 じょうけんか 运行稳定,但 ただし 随 ずい 着 き 阿 おもね 帕网的 てき 用 よう 户增多 た ,NCP逐渐暴露 ばくろ 出 で 两大缺陷 けっかん :
NCP只 ただ 是 ぜ 一台主机对另一台主机的通讯协议,并未给网络中的 てき 每 ごと 台 だい 电脑设置唯一 ゆいいつ 的 てき 地 ち 址 し ,導 しるべ 致电脑在越来 ごえく 越 えつ 庞大的 てき 网络中 ちゅう 难以准 じゅん 确定位 い 需要 じゅよう 传输数 すう 据 すえ 的 てき 对象。
NCP缺乏 けつぼう 纠错功 こう 能 のう ,数 すう 据 すえ 在 ざい 传输过程中 ちゅう 一旦出现错误,网络就可能 かのう 停止 ていし 运行,而隨著 ちょ 出 で 错的电脑增 ぞう 多 た ,网络运行效率 こうりつ 也將大 だい 打 だ 折 おり 扣。
在 ざい 构建阿 おもね 帕网先 さき 驱之后 きさき ,DARPA开始其他数 すう 据 すえ 传输技 わざ 术的研究 けんきゅう 。NCP诞生后 きさき 两年,1972年 ねん ,罗伯特 とく ·卡恩 (Robert E. Kahn)受僱於DARPA的 てき 信 しん 息 いき 技 わざ 术处理 り 办公室 しつ ,在 ざい 那 な 里 さと 他 た 研究 けんきゅう 卫星数 すう 据 すえ 包 つつみ 网络和地 わじ 面 めん 无线数 すう 据 すえ 包 つつみ 网络,并且意 い 识到能 のう 够在它们之 の 间沟通 どおり 的 てき 价值。
在 ざい 1973年 ねん 春 はる 天 てん ,已 やめ 有 ゆう 的 てき ARPANET网络控 ひかえ 制 せい 程 ほど 序 じょ (NCP)协议的 てき 开发者 しゃ 文 ぶん 顿·瑟夫 (Vinton Cerf)加入 かにゅう 到 いた 卡恩为ARPANET设计下 か 一代协议而开发开放互连模型的工作中。到 いた 了 りょう 1973年 ねん 夏 なつ 天 たかし ,卡恩和 わ 瑟夫很快开发出 で 基本 きほん 的 てき 改 あらため 进形式 しき ,其中的 てき 网络协议之 の 间的差 さ 异通过使用 しよう 公用 こうよう 互联网协议 而隐藏 ぞう 起 おこり 来 らい ,且可靠 もたれ 性 せい 由 ゆかり 主 しゅ 机 つくえ 保 ほ 证而不 ふ 是 ぜ ARPANET那 な 样由网络保 ほ 证。瑟夫称 しょう 赞了Hubert Zimmerman 和 わ Louis Pouzin (CYCLADES 网络的 てき 设计者 しゃ )在 ざい 这个设计上 じょう 发挥重要 じゅうよう 影 かげ 响。
由 よし 于网络的作用 さよう 减少到 いた 最小 さいしょう 的 てき 程度 ていど ,更 さら 有 ゆう 可能 かのう 将 はた 任 にん 何 なん 网络连接到 いた 一起 かずき ,而不用 よう 管 かん 它们不同 ふどう 的 てき 特 とく 点 てん ,这样能 のう 解 かい 决卡恩 おん 最初 さいしょ 的 てき 问题。流行 りゅうこう 的 てき 说法提 ひっさげ 到 いた 瑟夫和 わ 卡恩工作 こうさく 的 てき 最 さい 终产品 ひん TCP/IP 将 はた 在 ざい 运行“两个罐子 かんす 和 わ 一 いち 根 ね 弦 つる ”上 じょう ,实际上 じょう 它已经用在 ざい 信 しん 鸽上 うえ 。一个称为网关(后 きさき 来 らい 改 あらため 为路 みち 由 よし 器 き 以免与 あずか 网关 混淆 こんこう )的 てき 计算机 つくえ 为每个网络提供 ていきょう 一个接口并且在它们之间来回传输数 かず 据 すえ 包 つつみ 。这个设计思想 しそう 更 さら 细的形式 けいしき 由 よし 瑟夫在 ざい 斯坦福 ぶく 的 てき 网络研究 けんきゅう 组的1973年 ねん –1974年 ねん 期 き 间开发出来 でき 。处于同一 どういつ 时期诞生PARC通用 つうよう 包 つつみ 协议组的施 ほどこせ 乐PARC早期 そうき 网络研究 けんきゅう 工作 こうさく 也有 やゆう 着 ぎ 重要 じゅうよう 的 てき 技 わざ 术影响;人 じん 们在两者之 の 间摇摆不定 ふてい 。DARPA于是与 あずか BBN 、斯坦福 ぶく 和 わ 伦敦大学 だいがく 签署协议开发不同 ふどう 硬 かた 件 けん 平台 ひらだい 上 うえ 协议的 てき 运行版本 はんぽん 。有 ゆう 四个版本开发出来——TCPv1、TCPv2、在 ざい 1978年 ねん 春 はる 天分 てんぶん 成 なり TCPv3和 わ IPv3的 てき 版本 はんぽん ,后 きさき 来 らい 就是稳定的 てき TCP/IPv4——目前 もくぜん 因 いん 特 とく 网仍然 しか 使用 しよう 的 てき 标准协议。
1975年 ねん ,两个网络之 の 间的TCP/IP通信 つうしん 在 ざい 斯坦福 ぶく 和 わ 伦敦大学 だいがく (UCL)之 の 间进行 ぎょう 测试。1977年 ねん 11月,三个网络之间的TCP/IP测试在 ざい 美国 びくに 、英国 えいこく 和 わ 挪威之 の 间进行 ぎょう 。在 ざい 1978年 ねん 到 いた 1983年 ねん 间,其他一 いち 些TCP/IP原型 げんけい 在 ざい 多 た 个研究 けんきゅう 中心 ちゅうしん 之 の 间开发出来 でき 。ARPANET完全 かんぜん 转换到TCP/IP在 ざい 1983年 ねん 1月 がつ 1日 にち 发生[9] 。1984年 ねん ,美国 びくに 国防 こくぼう 部将 ぶしょう TCP/IP作 さく 为所有 しょゆう 计算机 つくえ 网络的 てき 标准。1985年 ねん ,因 いん 特 とく 网架构理事 りじ 会 かい 举行爲 こうい 期 き 三 さん 天 てん 有 ゆう 250家 いえ 厂商代表 だいひょう 参加 さんか 的 てき 关于计算产业使用 しよう TCP/IP的 てき 工作 こうさく 会 かい 议,帮助协议的 てき 推广并且引领它日渐增长的商 しょう 业应用 よう 。
2005年 ねん 9月 がつ 9日 にち 卡恩和 わ 瑟夫由 よし 于对美国 びくに 文化 ぶんか 的 てき 卓越 たくえつ 贡献獲 え 总统自由 じゆう 勋章 [10] 。
整 せい 個 こ 通信 つうしん 網 もう 絡 からま 的 てき 任務 にんむ ,可 か 以劃分 ぶん 成 なり 不同 ふどう 的 てき 功 こう 能 のう 區 く 塊 かたまり ,即 そく 所謂 いわゆる 的 まと 層 そう 級 きゅう (layer )[11] 。用 よう 於互聯 れん 網 もう 的 てき 協議 きょうぎ 可 か 以比照 あきら TCP/IP參考 さんこう 模型 もけい 進行 しんこう 分類 ぶんるい 。TCP/IP協議 きょうぎ 棧起始 はじめ 於第三 さん 層 そう 協議 きょうぎ IP(網 あみ 際 ぎわ 協議 きょうぎ )。所有 しょゆう 這些協議 きょうぎ 都 と 在 ざい 相應 そうおう 的 てき RFC 文 ぶん 檔中討論 とうろん 及標準 ひょうじゅん 化 か 。重要 じゅうよう 的 てき 協議 きょうぎ 在 ざい 相應 そうおう 的 てき RFC 文 ぶん 檔中均 ひとし 標記 ひょうき 狀態 じょうたい :“必須 ひっす ”(required),“推薦 すいせん ”(recommended),“可 か 選 せん ”(selective)。其他的 てき 協議 きょうぎ 還 かえ 可能 かのう 有 ゆう “試驗 しけん ”(experimental)或 ある “歷史 れきし ”(historic)的 てき 狀態 じょうたい 。”
所有 しょゆう 的 てき TCP/IP应用都 と 必须实现IP和 わ ICMP 。对于一 いち 个路 みち 由 よし 器 き (router)而言,有 ゆう 这两个协议就可 か 以运作 さく ,虽然从应用 よう 的 てき 角度 かくど 来 らい 看 み ,这样一 いち 个路 みち 由 よし 器 き 意 い 义不大 だい 。实际的 てき 路 ろ 由 よし 器 き 一般还需要运行许多「推荐」使用 しよう 的 てき 协议,以及一些其他的协议。
几乎所有 しょゆう 连接到 いた 互联网上的 てき 電腦 でんのう 上 うえ 都 と 存在 そんざい 的 てき IPv4协议出生 しゅっしょう 在 ざい 1981年 ねん ,今 こん 天 てん 的 てき 版本 はんぽん 和 わ 最早 もはや 的 てき 版本 はんぽん 并没有 ゆう 多少 たしょう 改 あらため 变。升 ます 级版IPv6的 てき 工作 こうさく 始 はじめ 于1995年 ねん ,目的 もくてき 在 ざい 于取代 だい IPv4。ICMP协议主要 しゅよう 用 よう 于收集 しゅうしゅう 有 ゆう 关网络的信 しん 息 いき 查找错误等 とう 工作 こうさく 。
两个因 いん 特 とく 网主机 つくえ 通 どおり 过两个路由 よし 器 き 和 わ 对应的 てき 层连接 せっ 。各 かく 主 しゅ 机上 きじょう 的 てき 应用通 どおり 过一些数据通道相互执行读取操作。
RFC 1122 中 ちゅう 描述的 てき 沿着不同 ふどう 的 てき 层应用 よう 数 すう 据 すえ 的 てき 封 ふう 装 そう 递减
TCP/IP参考 さんこう 模型 もけい 是 ぜ 一个抽象的分层模型,这个模型 もけい 中 ちゅう ,所有 しょゆう 的 てき TCP/IP 系列 けいれつ 网络协议 都 と 归类到4个抽象 ちゅうしょう 的 てき 「层」中 ちゅう 。每 まい 一抽象层建立在低一层提供的服务上,并且为高一层提供服务。
完成 かんせい 一些特定的任务需要众多的协议协同工作,这些协议分布 ぶんぷ 在 ざい 参考 さんこう 模型 もけい 的 てき 不同 ふどう 层中的 てき ,因 いん 此有时称它们为一个协议栈 。TCP/IP参考 さんこう 模型 もけい 为TCP/IP 协议栈订身 み 制作 せいさく 。其中IP协议只 ただ 关心如何 いか 使 し 得 とく 数 すう 据 すえ 能 のう 够跨越本 こしもと 地 ち 网络边界的 てき 问题,而不关心如何 いか 利用 りよう 传输媒体 ばいたい ,数 すう 据 すえ 如何 いか 传输。整 せい 个TCP/IP 协议栈则负责解 かい 决数据 すえ 如何 いか 通 どおり 过许许多多 た 个点对点通路 つうろ (一个点对点通路,也称为一「跳 とべ 」,1 hop)顺利传输,由 ゆかり 此不同 ふどう 的 てき 网络成 なり 员能够在许多「跳 とべ 」的 てき 基 もと 础上建立 こんりゅう 相互 そうご 的 てき 数 すう 据 すえ 通路 つうろ 。如想分析 ぶんせき 更 さら 普遍 ふへん 的 てき 网络通信 つうしん 问题,ISO的 てき OSI模型 もけい 也能起 おこり 更 さら 好 このみ 的 てき 帮助作用 さよう 。
因 いん 特 とく 网协议族是 ぜ 一 いち 组实现支持 しじ 因 いん 特 とく 网和大 かずひろ 多数 たすう 商 しょう 业网络运行 ぎょう 的 てき 协议栈 的 てき 网络传输协议 。它有时也称 しょう 为TCP/IP协议组 ,这个名称 めいしょう 来 らい 源 げん 于其中 ちゅう 两个最 さい 重要 じゅうよう 的 てき 协议:传输控 ひかえ 制 せい 协议 (TCP )和 わ 因 いん 特 とく 网协议 (IP ),它们也是最 さい 先 さき 定 てい 义的两个协议。同 どう 许多其他协议一 いち 样网络传输协议 也可以看作 さく 一个多层组合,每 まい 层解决数据 すえ 传输中 ちゅう 的 てき 一 いち 组问题并且向使用 しよう 这些低 てい 层服务的高 だか 层提供 ていきょう 定 てい 义好的 てき 服 ふく 务。高 こう 层逻辑上与 あずか 用 よう 户更为接近 せっきん ,所 しょ 处理数 かず 据 すえ 更 さら 为抽象 ちゅうしょう ,它们依赖于低 てい 层将数 すう 据 すえ 转换成 なり 最 さい 终能够进行 ぎょう 實體 じったい 控 ひかえ 制 せい 的 てき 形式 けいしき 。网络传输协议 能 のう 够大致匹配 はい 到 いた 一些厂商喜欢使用的固定7层的OSI模型 もけい 。然 しか 而这些层并非都 と 能 のう 够很好地 こうち 与 あずか 基 もと 于IP的 てき 网络对应(根 ね 据 すえ 应用的 てき 设计和 わ 支持 しじ 网络的 てき 不同 ふどう 它们确实是 ぜ 涉 わたる 及到不同 ふどう 的 てき 层)并且一些人认为试图将因 いん 特 とく 网协议组 对应到OSI会 かい 带来混淆 こんこう 而不是 ぜ 有 ゆう 所 しょ 帮助。
人 ひと 们已经进行 ぎょう 一些讨论关于如何将TCP/IP参考 さんこう 模型 もけい 映 うつ 射 い 到 いた OSI模型 もけい 。由 よし 于TCP/IP 和 わ OSI 模型 もけい 组不能 ふのう 精 せい 确地匹 ひき 配 はい ,还没有 ゆう 一个完全正确的答案。
另外,OSI模型 もけい 下 しも 层还不具 ふぐ 备能够真正 せい 占 うらない 据 すえ 真正 しんせい 层的位置 いち 的 てき 能力 のうりょく ;在 ざい 传输层和网络层之间还需要 じゅよう 另外一 いち 个层(网络互连层)。特定 とくてい 网络类型专用的 てき 一些协议应该运行在网络层上,但 ただし 是 ぜ 却运行 ぎょう 在 ざい 基本 きほん 的 てき 硬 かた 件 けん 帧交换上。类似协议的 てき 例 れい 子 こ 有 ゆう ARP 和 わ STP (用 もちい 来 らい 保持 ほじ 冗余网桥 的 てき 空 そら 闲状态直到 いた 真正 しんせい 需要 じゅよう 它们)。
然 しか 而,它们是 ぜ 本地 ほんじ 协议并且在 ざい 网络互连功 こう 能 のう 下面 かめん 运行。不 ふ 可否 かひ 认,将 はた 两个组(更 さら 不用 ふよう 说它们只是 ぜ 运行在 ざい 如ICMP 等 とう 不同 ふどう 的 てき 互连网络协议上 じょう 的 てき 逻辑上 じょう 的 てき 网络层的一 いち 部分 ぶぶん )整 せい 个放在 ざい 同一 どういつ 层会引起混淆 こんこう ,但 ただし 是 ぜ OSI模型 もけい 还没有 ゆう 复杂到能 のう 够做更 さら 好 このみ 的 てき 工作 こうさく 。
下面 かめん 的 てき 图表试图显示不同 ふどう 的 てき TCP/IP和 わ 其他的 てき 协议在 ざい 最初 さいしょ OSI模型 もけい 中 なか 的 てき 位置 いち :
通常 つうじょう 人 じん 们认为OSI模型 もけい 的 てき 最上 さいじょう 面 めん 三 さん 层(应用层、表示 ひょうじ 层和会 かい 话层)在 ざい TCP/IP组中是 ぜ 一 いち 个应用 よう 层。由 よし 于TCP/IP有 ゆう 一个相对较弱的会话层,由 よし TCP和 わ RTP下 か 的 てき 打 だ 开和关闭连接组成,并且在 ざい TCP和 わ UDP下 か 的 てき 各 かく 种应用 よう 提供 ていきょう 不同 ふどう 的 てき 端 はし 口 こう 号 ごう ,这些功 こう 能 のう 能 のう 够由单个的 てき 应用程 ほど 序 じょ (或 ある 者 もの 那 な 些应用 よう 程 ほど 序 じょ 所 しょ 使用 しよう 的 てき 库)增加 ぞうか 。
与 あずか 此相似 そうじ 的 てき 是 ぜ ,IP是 ぜ 按照将 はた 它下面 めん 的 てき 网络当 とう 作 さく 一个黑盒子的思想设计的,这样在 ざい 讨论TCP/IP的 てき 时候就可以把它当作 さく 一 いち 个独立 どくりつ 的 てき 层。
4
应用层 application layer
例 れい 如HTTP 、FTP 、DNS (如BGP 和 わ RIP 这样的 てき 路 ろ 由 よし 协议,尽 つき 管 かん 由 よし 于各种各样的原因 げんいん 它们分 ぶん 别运行 ぎょう 在 ざい TCP和 わ UDP上 じょう ,仍然可 か 以将它们看 み 作 さく 网络层的一 いち 部分 ぶぶん )
3
传输层 transport layer
例 れい 如TCP 、UDP 、RTP 、SCTP (如OSPF 这样的 てき 路 ろ 由 よし 协议,尽 つき 管 かん 运行在 ざい IP上 じょう 也可以看作 さく 是 ぜ 网络层的一 いち 部分 ぶぶん )
2
网络互连层 internet layer
对于TCP/IP来 らい 说这是 ぜ 因 いん 特 とく 网协议 (IP)(如ICMP 和 わ IGMP 这样的 てき 必须协议尽 つき 管 かん 运行在 ざい IP上 じょう ,也仍然 しか 可 か 以看作 さく 是 ぜ 网络互连层的一 いち 部分 ぶぶん ;ARP 不 ふ 运行在 ざい IP上 じょう )
1
网络存 そん 取 と (連結 れんけつ )层 Network Access (link) layer
例 れい 如以太网 、Wi-Fi 、MPLS 等 ひとし 。
该层包括 ほうかつ 所有 しょゆう 和 わ 应用程 ほど 序 じょ 协同工作 こうさく ,利用 りよう 基 もと 础网络交换应用 よう 程 ほど 序 じょ 专用的 てき 数 すう 据 すえ 的 てき 协议。
应用层 是 ぜ 大 だい 多数 たすう 普通 ふつう 与 あずか 网络相 しょう 关的程 ほど 序 じょ 为了通 どおり 过网络与其他程 ほど 序 じょ 通信 つうしん 所 しょ 使用 しよう 的 てき 层。这个层的处理过程是 ぜ 应用特有 とくゆう 的 てき ;数 すう 据 すえ 从网络相关的程 ほど 序 じょ 以这种应用 よう 内部 ないぶ 使用 しよう 的 てき 格式 かくしき 进行传送,然 しか 后 きさき 编码成 なり 标准协议的 てき 格式 かくしき 。
一些特定的程序視爲在此層運行。它们提供 ていきょう 服 ふく 务直接 ちょくせつ 支持 しじ 用 よう 户应用 よう 。这些程 ほど 序 じょ 和 わ 它们对应的 てき 协议包括 ほうかつ HTTP (万维网服务)、FTP (文 ぶん 件 けん 传输)、SMTP (电子邮件)、SSH (安全 あんぜん 远程登 とう 录)、DNS (名称 めいしょう ⇔IP地 ち 址 し 寻找)以及许多其他协议。
一旦从应用程序来的数据编码成一个标准的应用层协议,它将传送到 いた IP栈的下 か 一 いち 层。
在 ざい 传输层,应用程 ほど 序 じょ 最 さい 常用 じょうよう 的 てき 是 ぜ TCP或 ある 者 もの UDP,并且服 ふく 务器应用程 ほど 序 じょ 经常与一 よいち 个公 おおやけ 开的端 はし 口 こう 号 ごう 相 あい 联系。服 ふく 务器应用程 ほど 序 じょ 的 てき 端 はし 口 こう 由 ゆかり 互联网号码分配 ぶんぱい 局 きょく (IANA)正式 せいしき 地 ち 分配 ぶんぱい ,但 ただし 是 ぜ 现今一些新协议的开发者经常选择它们自己的端口号。由 よし 于在同 どう 一个系统上很少超过少数几个的服务器应用,端 はし 口 こう 冲突引起的 てき 问题很少。应用软件通常 つうじょう 也允许用户强制 きょうせい 性 せい 地 ち 指定 してい 端 はし 口 こう 号 ごう 作 さく 为运行 ぎょう 参 さん 数 すう 。
连结外部 がいぶ 的 てき 客 きゃく 户端程 ほど 序 じょ 通常 つうじょう 使用 しよう 系 けい 统分配 ぶんぱい 的 てき 一 いち 个随机 つくえ 端 はし 口 こう 号 ごう 。监听一 いち 个端口 こう 并且通 どおり 过服务器将 はた 那 な 个端口 こう 发送到 いた 应用的 てき 另外一个副本以建立对等连结(如IRC 上 うえ 的 てき dcc 文 ぶん 件 けん 传输)的 てき 应用也可以使用 しよう 一 いち 个随机 つくえ 端 はし 口 こう ,但 ただし 是 ぜ 应用程 ほど 序 じょ 通常 つうじょう 允 まこと 许定义一个特定的端口范围的规范以允许端口能够通过实现网络地 ち 址 し 转换 (NAT)的 てき 路 ろ 由 よし 器 き 映 うつ 射 い 到 いた 内部 ないぶ 。
每 まい 一 いち 个应用 よう 层(TCP/IP参考 さんこう 模型 もけい 的 てき 最高 さいこう 层)协议一般都会使用到两个传输层协议之一:
面 めん 向 こう 连接的 てき TCP传输控 ひかえ 制 せい 协议 和 かず 无连接 せっ 的 てき 包 つつみ 传输的 てき UDP用 よう 户数据 すえ 报文协议 。
常用 じょうよう 的 てき 应用层协议有:
运行在 ざい TCP 协议上 じょう 的 てき 协议:
HTTP (Hypertext Transfer Protocol,超文 ちょうぶん 本 ほん 传输协议),主要 しゅよう 用 よう 于普通 どおり 浏览。
HTTPS (Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer,or HTTP over SSL,安全 あんぜん 超文 ちょうぶん 本 ほん 传输协议),HTTP协议的 てき 安全 あんぜん 版本 はんぽん 。
FTP (File Transfer Protocol,文 ぶん 件 けん 传输协议),由 よし 名 めい 知 ち 义,用 よう 于文件 けん 传输。
POP3 (Post Office Protocol,version 3,邮局协议),收 おさむ 邮件用 よう 。
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol,简单邮件传输协议),用 もちい 来 らい 发送电子邮件。
TELNET (Teletype over the Network,网络电传),通 つう 过一个终端 はし (terminal)登 とう 陆到网络。
SSH (Secure Shell,用 よう 于替代 だい 安全 あんぜん 性差 せいさ 的 てき TELNET ),用 よう 于加密 みつ 安全 あんぜん 登 とう 陆用。
运行在 ざい UDP 协议上 じょう 的 てき 协议:
BOOTP (Boot Protocol,启动协议),应用于无盘设备。
NTP (Network Time Protocol,网络时间协议),用 よう 于网络同步 ふ 。
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol,动态主 ぬし 机 つくえ 配置 はいち 协议),动态配置 はいち IP地 ち 址 し 。
其他:
DNS (Domain Name Service,域 いき 名 めい 服 ふく 务),用 よう 于完成 かんせい 地 ち 址 し 查找,邮件转发等 とう 工作 こうさく (运行在 ざい TCP 和 わ UDP 协议上 じょう )。
ECHO (Echo Protocol,回 かい 绕协议),用 よう 于查错及测量应答时间(运行在 ざい TCP 和 わ UDP 协议上 じょう )。
SNMP (Simple Network Management Protocol,简单网络管理 かんり 协议),用 よう 于网络信息 いき 的 てき 收集 しゅうしゅう 和 わ 网络管理 かんり 。
ARP (Address Resolution Protocol,地 ち 址 し 解析 かいせき 协议),用 よう 于动态解析 かいせき 以太网硬件 けん 的 てき 地 ち 址 し 。
传输层 (transport layer)的 てき 协议,能 のう 够解决诸如端到 いた 端 はし 可 か 靠 もたれ 性 せい (“数 かず 据 すえ 是 これ 否 いや 已 やめ 经到达目的 もくてき 地 ち ?”)和 かず 保 たもつ 证数据 すえ 按照正 せい 确的顺序到 いた 达这样的问题。在 ざい TCP/IP协议组中,传输协议也包括 ほうかつ 所 しょ 给数据 すえ 应该送给哪个应用 よう 程 ほど 序 じょ 。
在 ざい TCP/IP协议组中技 わざ 术上位 じょうい 于这个层的 てき 动态路 ろ 由 よし 协议通常 つうじょう 认为是 ぜ 网络层的一 いち 部分 ぶぶん ;一个例子就是OSPF (IP协议89)。
TCP (IP协议6)是 ぜ 一 いち 个“可 か 靠 もたれ 的 てき ”、面 めん 向 こう 连结的 てき 传输机 つくえ 制 せい ,它提供 ていきょう 一种可靠的字节流保证数据完整、无损并且按顺序 じょ 到 いた 达。TCP尽 つき 量 りょう 连续不断 ふだん 地 ち 测试网络的 てき 负载并且控 ひかえ 制 せい 发送数 すう 据 すえ 的 てき 速度 そくど 以避免 めん 网络过载。另外,TCP试图将 しょう 数 すう 据 すえ 按照规定的 てき 顺序发送。这是它与UDP不同 ふどう 之 の 处,这在实时数 すう 据 すえ 流 りゅう 或 ある 者 もの 路 ろ 由 よし 高 だか 网络层 丢失率 りつ 应用的 てき 时候可 か 能成 よしなり 为一个缺陷 けっかん 。
较新的 てき SCTP 也是一 いち 个“可 か 靠 もたれ 的 てき ”、面 めん 向 こう 连结的 てき 传输机 つくえ 制 せい 。它是面 めん 向 こう 记录而不是 ぜ 面 めん 向 こう 字 じ 节的,它在一个单独的连结上提供通过多路复用提供的多个子流。它也提供 ていきょう 多 た 路 みち 自 じ 寻址支持 しじ ,其中连结终端能 のう 够以多 た 个IP地 ち 址 し 表示 ひょうじ (代表 だいひょう 多 た 个實體 じったい 接 せっ 口 こう ),这样的 てき 话即使 し 其中一个连接失败了也不中断。它最初 はつ 是 ぜ 为电话应用 よう 开发的 てき (在 ざい IP 上 うえ 传输SS7 ),但 ただし 是也 これや 可 か 以用于其他 た 的 てき 应用。
UDP (IP协议号 ごう 17)是 ぜ 一 いち 个无连结 的 まと 数 すう 据 すえ 报协议。它是一 いち 个“尽力 じんりょく 传递”(best effort)或 ある 者 もの 说“不可 ふか 靠 もたれ ”协议——不 ふ 是 ぜ 因 いん 为它特 とく 别不可 ふか 靠 もたれ ,而是因 いん 为它不 ふ 检查数 すう 据 すえ 包 つつみ 是 ぜ 否 いや 已 やめ 经到达目的 もくてき 地 ち ,并且不 ふ 保 ほ 证它们按顺序到 いた 达。如果一个应用程序需要这些特性,那 な 它必须自行 ぎょう 检测和 わ 判断 はんだん ,或 ある 者 もの 使用 しよう TCP 协议。
UDP的 てき 典型 てんけい 性 せい 应用是 ぜ 如流媒体 ばいたい (音 おと 频和视频等 とう )这样按时到达比可 か 靠 もたれ 性 せい 更 さら 重要 じゅうよう 的 てき 应用,或 ある 者 もの 如DNS 查找这样的 てき 简单查询/响应应用,如果建立 こんりゅう 可 か 靠 もたれ 的 てき 连结所作 しょさ 的 てき 额外工作 こうさく 将 はた 是 ぜ 不 ふ 成 なり 比例 ひれい 地 ち 大 だい 。
DCCP 目前 もくぜん 正由 まさよし IETF开发。它提供 ていきょう TCP流 りゅう 动控制 せい 语义,但 ただし 对于用 よう 户来说保留 ほりゅう UDP的 てき 数 すう 据 すえ 报服务模型 がた 。
TCP和 わ UDP都 と 用 よう 来 らい 支持 しじ 一些高层的应用。任 にん 何 なん 给定网络地 ち 址 し 的 てき 应用通 どおり 过它们的TCP或 ある 者 もの UDP端 はし 口 こう 号 ごう 区分 くぶん 。根 ね 据 すえ 惯例使 し 一 いち 些大 だい 众所知的 ちてき 端 はし 口 こう 与 あずか 特定 とくてい 的 てき 应用相 しょう 联系。
RTP 是 ぜ 为如音 おん 频和视频流 りゅう 这样的 てき 实时数 すう 据 すえ 设计的 てき 数 すう 据 すえ 报协议。RTP是 ぜ 使用 しよう UDP包 つつみ 格式 かくしき 作 さく 为基础的会 かい 话层,然 しか 而据说它位 い 于因特 とく 网协议栈的 てき 传输层。
TCP/IP协议族 ぞく 中 ちゅう 的 てき 网络互连层 (internet layer)在 ざい OSI模型 もけい 中 ちゅう 叫 さけべ 做网络层 (network layer)。
正 せい 如最初 はつ 所定 しょてい 义的,网络层 解 かい 决在一个单一网络上传输数据包的问题。类似的 てき 协议有 ゆう X.25 和 わ ARPANET 的 てき Host/IMP Protocol 。
随 ずい 着 ぎ 因 いん 特 とく 网思想 しそう 的 てき 出 で 现,在 ざい 这个层上添加 てんか 附加 ふか 的 てき 功 こう 能 のう ,也就是 ぜ 将 しょう 数 すう 据 すえ 从源网络 传输到目的 もくてき 网络。这就牵涉到 いた 在 ざい 网络组成的 てき 网上选择路 ろ 径 みち 将 しょう 数 すう 据 すえ 包 つつみ 传输,也就是 ぜ 因 いん 特 とく 网 。
在 ざい 因 いん 特 とく 网协议组中 ちゅう ,IP 完成 かんせい 数 すう 据 すえ 从源发送到 いた 目的 もくてき 的 てき 基本 きほん 任 にん 务。IP能 のう 够承载多种不同 ふどう 的 てき 高 だか 层协议的数 すう 据 すえ ;这些协议使用 しよう 一 いち 个唯一 いち 的 てき IP协议号 ごう 进行标识。ICMP和 わ IGMP分 ぶん 别是1和 わ 2。
一 いち 些IP承 うけたまわ 载的协议,如ICMP (用 もちい 来 らい 发送关于IP发送的 てき 诊断信 しん 息 いき )和 わ IGMP (用 もちい 来 らい 管理 かんり 多 た 播数 かず 据 すえ ),它们位 い 于IP层之上 じょう 但 ただし 是 ぜ 完成 かんせい 网络层的功 こう 能 のう ,这表明 ひょうめい 因 いん 特 とく 网和OSI模型 もけい 之 の 间的不 ふ 兼 けん 容 よう 性 せい 。所有 しょゆう 的 てき 路 ろ 由 よし 协议,如BGP 、OSPF 、和 わ RIP 实际上 じょう 也是网络层的一 いち 部分 ぶぶん ,尽 つき 管 かん 它们似 に 乎应该属于更高 だか 的 てき 协议栈。
网络存 そん 取 と (连结)层实际上并不是 ぜ 因 いん 特 とく 网协议组中 ちゅう 的 てき 一 いち 部分 ぶぶん ,但 ただし 是 ぜ 它是数 すう 据 すえ 包 つつみ 从一个设备的网络层传输到另外一个设备的网络层的方法。这个过程能 のう 够在网卡 的 てき 软件 驱动程 ほど 序 じょ 中 ちゅう 控 ひかえ 制 せい ,也可以在韧体 或 ある 者 もの 专用芯 しん 片 へん 中 ちゅう 控 ひかえ 制 せい 。这将完成 かんせい 如添加 てんか 报头 准 じゅん 备发送、通 つう 过實體 じったい 媒介 ばいかい 实际发送这样一 いち 些数 かず 据 すえ 链路功 こう 能 のう 。另一端 はし ,链路层将完成 かんせい 数 すう 据 すえ 帧接收 せっしゅう 、去 さ 除 じょ 报头并且将 しょう 接收 せっしゅう 到 いた 的 てき 包 つつみ 传到网络层。
然 しか 而,链路层并不 ふ 经常这样简单。它也可能 かのう 是 ぜ 一 いち 个虚 きょ 拟专有 ゆう 网络 (VPN)或 ある 者 もの 隧道 すいどう ,在 ざい 这里从网络层来 らい 的 てき 包 つつみ 使用 しよう 隧道 すいどう 协议和 かず 其他(或 ある 者 もの 同 どう 样的)协议组发送而不是 ぜ 发送到 いた 實體 じったい 的 てき 接 せっ 口上 こうじょう 。VPN和 わ 通 どおり 道 どう 通常 つうじょう 预先建 たて 好 よしみ ,并且它们有 ゆう 一些直接发送到實體接口所没有的特殊特点(例 れい 如,它可以加密 みつ 经过它的数 すう 据 すえ )。由 よし 于现在 ざい 链路“层”是 ぜ 一个完整的网络,这种协议组的递归 使用 しよう 可能 かのう 引起混淆 こんこう 。但 ただし 是 ぜ 它是一个实现常见复杂功能的一个优秀方法。(尽 つき 管 かん 需要 じゅよう 注意 ちゅうい 预防一 いち 个已经封装 そう 并且经隧道 すいどう 发送下 か 去 さ 的 てき 数 すう 据 すえ 包 つつみ 进行再 さい 次 つぎ 地 ち 封 ふう 装 そう 和 わ 发送)。
IP網 もう 路 ろ 如何 いか 併吞競爭 きょうそう 的 てき 網 もう 路 ろ [ 编辑 ]
在 ざい 長期 ちょうき 的 てき 發展 はってん 過程 かてい 中 ちゅう ,IP逐漸取 と 代 だい 其他網 もう 路 ろ 。這裏是 ぜ 簡單 かんたん 的 てき 解釋 かいしゃく 。IP传输通用 つうよう 数 すう 据 すえ 。数 かず 据 すえ 能 のう 够用于任何 なん 目的 もくてき ,并且能 のう 够很轻易地 ち 取 と 代 だい 以前 いぜん 由 よし 专有数 すう 据 すえ 网络传输的 てき 数 すう 据 すえ 。下面 かめん 是 ぜ 普通 ふつう 的 てき 过程:
一个用于特定目的所开发出来的网络。如果它順利 り 工作 こうさく ,用 よう 户将能 のう 使用 しよう 它。
为了提供 ていきょう 便利 べんり 的 てき IP服 ふく 务,经常用 じょうよう 于访问电子 こ 邮件或 ある 者 もの 聊天,通常 つうじょう 以某种方式 しき 通 どおり 过专有 ゆう 网络隧道 すいどう 实现。隧道 すいどう 方式 ほうしき 最初 さいしょ 可能 かのう 非常 ひじょう 没 ぼつ 有效 ゆうこう 率 りつ ,因 いん 为电子 こ 邮件和 わ 聊天只 ただ 需要 じゅよう 很低的 てき 带宽。
通 つう 过一点点的投资IP基 もと 础设施 ほどこせ 逐渐在 ざい 专有数 すう 据 すえ 网络周 しゅう 边出现。
用 もちい IP取 と 代 だい 专有服 ふく 务的需求出 で 现,经常是 ぜ 一 いち 个用户要求 ようきゅう 。
IP替 がえ 代品 だいひん 过程遍 へん 布 ぬの 整 せい 个因特 とく 网,这使IP替 がえ 代品 だいひん 比 ひ 最初 さいしょ 的 てき 专有网络更 さら 加 か 有 ゆう 价值(由 ゆかり 于网络效 こう 应 )。
专有网络受到压制。许多用 よう 户开始 はじめ 维护使用 しよう IP替 がえ 代品 だいひん 的 てき 复制品 ひん 。
IP包 つつみ 的 てき 间接开销很小,少 しょう 于1%,这样在 ざい 成本 なりもと 上 じょう 非常 ひじょう 有 ゆう 竞争性 せい 。人 ひと 们开发能够将IP带到专有网络上 じょう 的 てき 大 だい 部分 ぶぶん 用 よう 户的不 ふ 昂 のぼる 贵的传输媒介 ばいかい 。
大 だい 多数 たすう 用 よう 户为削 そぎ 减开销而取消 とりけし 专有网络。
如今,大 だい 多数 たすう 商 しょう 业操作 そうさ 系 けい 统包括 ほうかつ TCP/IP栈并且缺省 しょう 安 あん 装 そう 它们,对于大 だい 多数 たすう 用 よう 户来说,没 ぼつ 有 ゆう 必要 ひつよう 去 さ 探求 たんきゅう 它们如何 いか 实现。TCP/IP包含 ほうがん 在 ざい 所有 しょゆう 的 てき 商 しょう 业Unix和 わ Linux发布包 つつみ 中 ちゅう ,同 どう 样也包含 ほうがん 在 ざい Mac OS X、Windows系 けい 统和Windows Server中 ちゅう 。
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^ RFC 1140 ,RFC 1160 ,RFC 1180
^ Craig Hunt著 ちょ 《TCP/IP网络管理 かんり 》第 だい 一 いち 章 しょう 〈TCP/IP概論 がいろん 〉:「TCP/IP這名稱 めいしょう 代表 だいひょう 一整套資料通訊協定的組合,這套組合 くみあい 得 とく 名 めい 於其中 ちゅう 兩 りょう 項 こう 最 さい 重要 じゅうよう 的 てき 協定 きょうてい :傳 つて 輸控制 せい 協定 きょうてい (TCP)與 あずか 網 もう 際 さい 協定 きょうてい (IP)。之 これ 所以 ゆえん 強調 きょうちょう 這一 いち 點 てん ,是 ぜ 為 ため 了 りょう 強調 きょうちょう TCP/IP其實還 かえ 包含 ほうがん TCP和 わ IP之 の 外的 がいてき 其他成員 せいいん ,只 ただ 不 ふ 過 か 這兩項 こう 是 ぜ 其中最 さい 具 ぐ 代表 だいひょう 性 せい 的 てき 協定 きょうてい 。因 よし 此,TCP/IP協定 きょうてい 組 ぐみ 也稱為 ため 網 もう 際 さい 网络協定 きょうてい 套組(IPS),這兩個 りゃんこ 名稱 めいしょう 是 ぜ 同義 どうぎ 的 てき 。」
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