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TCP_IP协议基础知识

前一章讲了 OSI 参考模型,这里我们会讲 TCP/IP 协议,那两个之间有啥关系?为啥 OSI 协议并未得到普及,而 TCP/IP 协议缺被广泛使用呢?

1.TCP/IP 的标准化

《图解 TCP/IP》一书中是这样描述 OSI 和 TCP/IP 协议的关系的: 20 世纪 90 年代,ISO 开展了 OSI 这一国际标准协议的标准化进程,然而,OSI 协议并没有得到普及,真正被广泛使用的是 TCP/IP 协议。 究其原因,是由 TCP/IP 的标准化所至,TCP/IP 的标准化中有其他协议的标准化没有的要求,这一点是 TCP/IP 更迅速地实现和普及的原动力。

1.1TCP/IP 的含义

一般来说,TCP/IP 是利用 IP 进行通信时所必须用到的协议群的统称。 具体点,IP 或 ICMP、TCP 或 UDP、TELENT 或 FTP、以及 HTTP 等都属于 TCP/IP 协议,而 TCP/IP 一词泛指这些协议,有时称它们为 TCP/IP 为网际协议族/TCP/IP 协议族 如下图所示: TCP/IP协议族

1.2 标准化的精髓

特性:开放性、注重实用性(被标准化的协议能否被实际运用) TCP/IP 协议由 IETF(国际互联网工程任务组)讨论制定;即将协议的大致规范定下来,然后进行通信试验,及时修订

1.3 规范——RFC

RFC:request for comment,即征求意见表;那些需要标准化的协议,会被计入 RFC 并在互联网上公布;RFC 不仅包含协议规范内容,还包括协议实现和运用的相关信息,以及实验方面的信息

RFC 通过编号组织每个协议的标准化请求;其编码是既定的,一旦成为某个 RFC 的内容,就不能再对其进行修改;若要修改已有某个协议内容,则需要重新发行一个新的 RFC 文档,同时,老的 RFC 文档作废 新的 RFC 文档会明确规定是扩展了哪个已有 RFC 以及要作废哪个已有 RFC

基于每次修改 RFC 时都会产生新的 RFC 编号太麻烦,为此,采用了 STD(standard)方式管理编号,其作用是:用来记录哪个编号制定哪个协议

1.4TCP/IP 的标准化流程

TCP/IP 的标准化流程大概分为以下几个阶段:

  1. 互联网草案阶段:从提出开始不断进行讨论实验,有了一定成熟度,觉得实际可行,认为其可以进行标准化,可进入下一阶段
  2. 提议标准阶段:计入 RFC,开始进入众多设备厂商生产环节,投入试验使用,一般为 6 个月,当所有参与协议的人觉得其“实用性强,不存在太多问题”,则进入下一阶段
  3. 草案标准阶段:一般为期 4 个月,在经过不断的使用和讨论改进后,被大众所使用接受,那么这个草案标准就进入下一个阶段
  4. 标准阶段:到这个阶段,意味着该标准已广泛被使用且具有很强的实用性

2.TCP/IP 模型和 OSI 模型的对比

TCP/IP模型和OSI模型的对比
TCP/IP模型和OSI模型的对比

上图列出了 TCP/IP 与 OSI 分层之间的大概关系,不难看出,TCP/IP 与 OSI 在分层模块上稍有区别。

OSI 参考模型注重“通信协议必要的功能是什么”,而 TCP/IP 则更强调“在计算机上实现协议应该开发哪种程序”。

3.TCP/IP 分层模型通信示例

应用场景:假设甲给乙发送电子邮件,内容为“早上好”。从 TCP/IP 通信角度上看,是从计算机 A 向计算机 B 发送电子邮件。

TCP/IP分层模型通信示例
TCP/IP分层模型通信示例

从上图中,我们可以看到 tcp 通信包含四层,通过数据包作为传输介质,每一层都有对应的数据包头,后面笔者会分别从这四层的协议着手学习。

TCP/ip分层模型数据包结构
TCP/ip分层模型数据包结构
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