TCP/IP協(xié)議
互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（Internet Protocol Suite）是一個網(wǎng)絡(luò)通信模型，以及一整個網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議家族，為互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)通信架構(gòu)。它常被通稱為TCP/IP協(xié)議族（英語：TCP/IP Protocol Suite，或TCP/IP Protocols），簡稱TCP/IP。
TCP/IP協(xié)議歷史沿革 編輯本段
為了減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的復(fù)雜性，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)都采用分層結(jié)構(gòu)。對于不同的網(wǎng)絡(luò)，層的數(shù)量、名字、內(nèi)容和功能都不盡相同。在相同的網(wǎng)絡(luò)中，一臺機器上的第N層與另一臺機器上的第N層可利用第N層協(xié)議進行通信，協(xié)議基本上是雙方關(guān)于如何進行通信所達(dá)成的一致。
TCP/IP協(xié)議
TCP/IP協(xié)議不同機器中包含的對應(yīng)層的實體叫做對等進程。在對等進程利用協(xié)議進行通信時，實際上并不是直接將數(shù)據(jù)從一臺機器的第N層傳送到另一臺機器的第N層，而是每一層都把數(shù)據(jù)連同該層的控制信息打包交給它的下一層，它的下一層把這些內(nèi)容看做數(shù)據(jù)，再加上它這一層的控制信息一起交給更下一層，依此類推，直到最下層。最下層是物理介質(zhì)，它進行實際的通信。相鄰層之間有接口，接口定義下層向上層提供的原語操作和服務(wù)。相鄰層之間要交換信息，對等接口必須有一致同意的規(guī)則。層和協(xié)議的集合被稱為網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。
每一層中的活動元素通常稱為實體，實體既可以是軟件實體，也可以是硬件實體。第N層實體實現(xiàn)的服務(wù)被第N+1層所使用。在這種情況下，第N層稱為服務(wù)提供者，第N+1層稱為服務(wù)用戶。
服務(wù)是在服務(wù)接入點提供給上層使用的。服務(wù)可分為面向連接的服務(wù)和面向無連接的服務(wù)，它在形式上是由一組原語來描述的。這些原語可供訪問該服務(wù)的用戶及其他實體使用。
名詞定義 編輯本段
IP
IP層接收由更低層（網(wǎng)絡(luò)接口層例如以太網(wǎng)設(shè)備驅(qū)動程序）發(fā)來的數(shù)據(jù)包，并把該數(shù)據(jù)包發(fā)送到更高層---TCP或UDP層；相反，IP層也把從TCP或UDP層接收來的數(shù)據(jù)包傳送到更低層。IP數(shù)據(jù)包是不可靠的，因為IP并沒有做任何事情來確認(rèn)數(shù)據(jù)包是否按順序發(fā)送的或者有沒有被破壞，IP數(shù)據(jù)包中含有發(fā)送它的主機的地址（源地址）和接收它的主機的地址（目的地址）。
高層的TCP和UDP服務(wù)在接收數(shù)據(jù)包時，通常假設(shè)包中的源地址是有效的。也可以這樣說，IP地址形成了許多服務(wù)的認(rèn)證基礎(chǔ)，這些服務(wù)相信數(shù)據(jù)包是從一個有效的主機發(fā)送來的。IP確認(rèn)包含一個選項，叫作IP source routing，可以用來指定一條源地址和目的地址之間的直接路徑。對于一些TCP和UDP的服務(wù)來說，使用了該選項的IP包好像是從路徑上的最后一個系統(tǒng)傳遞過來的，而不是來自于它的真實地點。這個選項是為了測試而存在的，說明了它可以被用來欺騙系統(tǒng)來進行平常是被禁止的連接。那么，許多依靠IP源地址做確認(rèn)的服務(wù)將產(chǎn)生問題并且會被非法入侵。
TCP/IP協(xié)議
TCP/IP協(xié)議TCP
TCP是面向連接的通信協(xié)議，通過三次握手建立連接，通訊完成時要拆除連接，由于TCP是面向連接的所以只能用于端到端的通訊。
TCP提供的是一種可靠的數(shù)據(jù)流服務(wù)，采用“帶重傳的肯定確認(rèn)”技術(shù)來實現(xiàn)傳輸?shù)目煽啃?。TCP還采用一種稱為“滑動窗口”的方式進行流量控制，所謂窗口實際表示接收能力，用以限制發(fā)送方的發(fā)送速度。
如果IP數(shù)據(jù)包中有已經(jīng)封好的TCP數(shù)據(jù)包，那么IP將把它們向‘上’傳送到TCP層。TCP將包排序并進行錯誤檢查，同時實現(xiàn)虛電路間的連接。TCP數(shù)據(jù)包中包括序號和確認(rèn)，所以未按照順序收到的包可以被排序，而損壞的包可以被重傳。
TCP將它的信息送到更高層的應(yīng)用程序，例如Telnet的服務(wù)程序和客戶程序。應(yīng)用程序輪流將信息送回TCP層，TCP層便將它們向下傳送到IP層，設(shè)備驅(qū)動程序和物理介質(zhì)，最后到接收方。
面向連接的服務(wù)（例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它們使用了TCP。DNS在某些情況下使用TCP（發(fā)送和接收域名數(shù)據(jù)庫），但使用UDP傳送有關(guān)單個主機的信息。
UDP
UDP是面向無連接的通訊協(xié)議，UDP數(shù)據(jù)包括目的端口號和源端口號信息，由于通訊不需要連接，所以可以實現(xiàn)廣播發(fā)送。
UDP通訊時不需要接收方確認(rèn)，屬于不可靠的傳輸，可能會出現(xiàn)丟包現(xiàn)象，實際應(yīng)用中要求程序員編程驗證。
UDP與TCP位于同一層，但它不管數(shù)據(jù)包的順序、錯誤或重發(fā)。因此，UDP不被應(yīng)用于那些使用虛電路的面向連接的服務(wù)，UDP主要用于那些面向查詢---應(yīng)答的服務(wù)，例如NFS。相對于FTP或Telnet，這些服務(wù)需要交換的信息量較小。使用UDP的服務(wù)包括NTP（網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議）和DNS（DNS也使用TCP）。
欺騙UDP包比欺騙TCP包更容易，因為UDP沒有建立初始化連接（也可以稱為握手）（因為在兩個系統(tǒng)間沒有虛電路），也就是說，與UDP相關(guān)的服務(wù)面臨著更大的危險。
TCP/IP協(xié)議
TCP/IP協(xié)議ICMP
ICMP與IP位于同一層，它被用來傳送IP的控制信息。它主要是用來提供有關(guān)通向目的地址的路徑信息。ICMP的‘Redirect’信息通知主機通向其他系統(tǒng)的更準(zhǔn)確的路徑，而‘Unreachable’信息則指出路徑有問題。另外，如果路徑不可用了，ICMP可以使TCP連接‘體面地’終止。PING是最常用的基于ICMP的服務(wù)。
通訊端口
TCP和UDP服務(wù)通常有一個客戶/服務(wù)器的關(guān)系，例如，一個Telnet服務(wù)進程開始在系統(tǒng)上處于空閑狀態(tài)，等待著連接。用戶使用Telnet客戶程序與服務(wù)進程建立一個連接。客戶程序向服務(wù)進程寫入信息，服務(wù)進程讀出信息并發(fā)出響應(yīng)，客戶程序讀出響應(yīng)并向用戶報告。因而，這個連接是雙工的，可以用來進行讀寫。
兩個系統(tǒng)間的多重Telnet連接是如何相互確認(rèn)并協(xié)調(diào)一致呢？TCP或UDP連接唯一地使用每個信息中的如下四項進行確認(rèn)：
源IP地址 發(fā)送包的IP地址。
目的IP地址 接收包的IP地址。
源端口 源系統(tǒng)上的連接的端口。
目的端口 目的系統(tǒng)上的連接的端口。
端口是一個軟件結(jié)構(gòu)，被客戶程序或服務(wù)進程用來發(fā)送和接收信息。一個端口對應(yīng)一個16比特的數(shù)。服務(wù)進程通常使用一個固定的端口，例如，SMTP使用25、Xwindows使用6000。這些端口號是‘廣為人知’的，因為在建立與特定的主機或服務(wù)的連接時，需要這些地址和目的地址進行通訊。
數(shù)據(jù)格式
數(shù)據(jù)幀：幀頭+IP數(shù)據(jù)包+幀尾（幀頭包括源和目標(biāo)主機MAC初步地址及類型，幀尾是校驗字）
IP數(shù)據(jù)包：IP頭部+TCP數(shù)據(jù)信息（IP頭包括源和目標(biāo)主機IP地址、類型、生存期等）
TCP數(shù)據(jù)信息：TCP頭部+實際數(shù)據(jù)（TCP頭包括源和目標(biāo)主機端口號、順序號、確認(rèn)號、校驗字等）
IP地址
在Internet上連接的所有計算機，從大型機到微型計算機都是以獨立的身份出現(xiàn)，我們稱它為主機。為了實現(xiàn)各主機間的通信，每臺主機都必須有一個唯一的網(wǎng)絡(luò)地址。就好像每一個住宅都有唯一的門牌一樣，才不至于在傳輸資料時出現(xiàn)混亂。
Internet的網(wǎng)絡(luò)地址是指連入Internet網(wǎng)絡(luò)的計算機的地址編號。所以，在Internet網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)地址唯一地標(biāo)識一臺計算機。
我們都已經(jīng)知道，Internet是由幾千萬臺計算機互相連接而成的。而我們要確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)上的每一臺計算機，靠的就是能唯一標(biāo)識該計算機的網(wǎng)絡(luò)地址，這個地址就叫做IP（Internet Protocol的簡寫）地址，即用Internet協(xié)議語言表示的地址。
在Internet里，IP地址是一個32位的二進制地址，為了便于記憶，將它們分為4組，每組8位，由小數(shù)點分開，用四個字節(jié)來表示，而且，用點分開的每個字節(jié)的數(shù)值范圍是0~255，如202.116.0.1，這種書寫方法叫做點數(shù)表示法（計算機網(wǎng)絡(luò)中稱之為點分十進制）。
在阿帕網(wǎng)（ARPA）產(chǎn)生運作之初，通過接口信號處理機實現(xiàn)互聯(lián)的電腦并不多，大部分電腦相互之間不兼容。在一臺電腦上完成的工作，很難拿到另一臺電腦上去用，想讓硬件和軟件都不一樣的電腦聯(lián)網(wǎng)，也有很多困難。當(dāng)時美國的狀況是，陸軍用的電腦是DEC系列產(chǎn)品，海軍用的電腦是Honeywell中標(biāo)機器，空軍用的是IBM公司中標(biāo)的電腦，每一個軍種的電腦在各自的系里都運行良好，但卻有一個大弊?。翰荒芄蚕碣Y源。
當(dāng)時科學(xué)家們提出這樣一個理念：“所有電腦生來都是平等的。”為了讓這些“生來平等”的電腦能夠?qū)崿F(xiàn)“資源共享”就得在這些系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)之上，建立一種大家共同都必須遵守的標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能讓不同的電腦按照一定的規(guī)則進行“談判”，并且在談判之后能“握手”。
在確定今天因特網(wǎng)各個電腦之間“談判規(guī)則”過程中，最重要的人物當(dāng)數(shù)瑟夫（Vinton G.Cerf）。正是他的努力，才使今天各種不同的電腦能按照協(xié)議上網(wǎng)互聯(lián)。瑟夫也因此獲得了與克萊因羅克（“因特網(wǎng)之父”）一樣的美稱“互聯(lián)網(wǎng)之父”。
瑟夫從小喜歡標(biāo)新立異，堅強而又熱情。中學(xué)讀書時，就被允許使用加州大學(xué)洛杉磯分校的電腦，他認(rèn)為“為電腦編程序是個非常激動人心的事，…只要把程序編好，就可以讓電腦做任何事情?！?965年，瑟夫從斯坦福大學(xué)畢業(yè)到IBM的一家公司當(dāng)系統(tǒng)工程師，工作沒多久，瑟夫就覺得知識不夠用，于是到加州大學(xué)洛杉磯分校攻讀博士，那時，正逢阿帕網(wǎng)的建立，“接口信號處理機”（IMP）的研試及網(wǎng)絡(luò)測評中心的建立，瑟夫也成了著名科學(xué)家克萊因羅克手下的一位學(xué)生。瑟夫與另外三位年輕人（溫菲爾德、克羅克、布雷登）參與了阿帕網(wǎng)的第一個節(jié)點的聯(lián)接。此后不久，BBN公司對工作中各種情況發(fā)展有很強判斷能力、被公認(rèn)阿帕網(wǎng)建成作出巨大貢獻的鮑伯·卡恩（Bob Kahn）也來到了加州大學(xué)洛杉磯分校。在那段日子里，往往是卡恩提出需要什么軟件，而瑟夫則通宵達(dá)旦地把符合要求的軟件給編出來，然后他們一起測試這些軟件，直至能正常運行。
當(dāng)時的主要格局是這樣的，羅伯茨提出網(wǎng)絡(luò)思想設(shè)計網(wǎng)絡(luò)布局，卡恩設(shè)計阿帕網(wǎng)總體結(jié)構(gòu)，克萊因羅克負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)測評系統(tǒng)，還有眾多的科學(xué)家、研究生參與研究、試驗。69年9月阿帕網(wǎng)誕生、運行后，才發(fā)現(xiàn)各個IMP連接的時候，需要考慮用各種電腦都認(rèn)可的信號來打開通信管道，數(shù)據(jù)通過后還要關(guān)閉通道。否則這些IMP不會知道什么時候應(yīng)該接收信號，什么時候該結(jié)束，這就是我們所說的通信“協(xié)議”的概念。1970年12月制定出來了最初的通信協(xié)議由卡恩開發(fā)、瑟夫參與的“網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議”（NCP），但要真正建立一個共同的標(biāo)準(zhǔn)很不容易，72年10月國際電腦通信大會結(jié)束后，科學(xué)家們都在為此而努力。
“包切換”理論為網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)接方式提供了理論基礎(chǔ)?？ǘ髟谧约貉芯康幕A(chǔ)上，認(rèn)識到只有深入理解各種操作系統(tǒng)的細(xì)節(jié)才能建立一種對各種操作系統(tǒng)普適的協(xié)議，73年卡恩請瑟夫一起考慮這個協(xié)議的各個細(xì)節(jié)，他們這次合作的結(jié)果產(chǎn)生了在開放系統(tǒng)下的所有網(wǎng)民和網(wǎng)管人員都在使用的“傳輸控制協(xié)議”（TCP，Transmission-Control Protocol）和“因特網(wǎng)協(xié)議”（IP，Internet Protocol）即TCP/IP協(xié)議。
通俗而言：TCP負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)膯栴}，一有問題就發(fā)出信號，要求重新傳輸，直到所有數(shù)據(jù)安全正確地傳輸?shù)侥康牡?。而IP是給因特網(wǎng)的每一臺電腦規(guī)定一個地址。1974年12月，卡恩、瑟夫的第一份TCP協(xié)議詳細(xì)說明正式發(fā)表。當(dāng)時美國國防部與三個科學(xué)家小組簽定了完成TCP/IP的協(xié)議，結(jié)果由瑟夫領(lǐng)銜的小組捷足先登，首先制定出了通過詳細(xì)定義的TCP/IP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)時作了一個試驗，將信息包通過點對點的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，再通過陸地電纜，再通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，再由地面?zhèn)鬏?，貫串歐洲和美國，經(jīng)過各種電腦系統(tǒng)，全程9.4萬公里竟然沒有丟失一個數(shù)據(jù)位，遠(yuǎn)距離的可靠數(shù)據(jù)傳輸證明了TCP/IP協(xié)議的成功。
1983年1月1日，運行較長時期曾被人們習(xí)慣了的NCP被停止使用，TCP/IP協(xié)議作為因特網(wǎng)上所有主機間的共同協(xié)議，從此以后被作為一種必須遵守的規(guī)則被肯定和應(yīng)用。
在構(gòu)建了阿帕網(wǎng)先驅(qū)之后，DARPA開始了其他數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的研究。NCP誕生后兩年，1972年，羅伯特·卡恩（Robert E. Kahn）被DARPA的信息技術(shù)處理辦公室雇傭，在那里他研究衛(wèi)星數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)和地面無線數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)，并且意識到能夠在它們之間溝通的價值。在1973年春天，已有的ARPANET網(wǎng)絡(luò)控制程序（NCP）協(xié)議的開發(fā)者文頓·瑟夫（Vinton Cerf）加入到卡恩為ARPANET設(shè)計下一代協(xié)議而開發(fā)開放互連模型的工作中。
到了1973年夏天，卡恩和瑟夫很快就開發(fā)出了一個基本的改進形式，其中網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的不同通過使用一個公用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議而隱藏起來，并且可靠性由主機保證而不是像ARPANET那樣由網(wǎng)絡(luò)保證。（瑟夫稱贊Hubert Zimmerman和Louis Pouzin（CYCLADES網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計者）在這個設(shè)計上發(fā)揮了重要影響。）
由于網(wǎng)絡(luò)的作用減少到最小的程度，就有可能將任何網(wǎng)絡(luò)連接到一起，而不用管它們不同的特點，這樣就解決了卡恩最初的問題。（一個流行的說法提到瑟夫和卡恩工作的最終產(chǎn)品TCP/IP將在運行“兩個罐子和一根弦”上，實際上它已經(jīng)用在信鴿上。一個稱為網(wǎng)關(guān)（后來改為路由器以免與網(wǎng)關(guān)混淆）的計算機為每個網(wǎng)絡(luò)提供一個接口并且在它們之間來回傳輸數(shù)據(jù)包。
這個設(shè)計思想更細(xì)的形式由瑟夫在斯坦福的網(wǎng)絡(luò)研究組的1973年–1974年期間開發(fā)出來。（處于同一時期的誕生了PARC通用包協(xié)議組的施樂PARC早期網(wǎng)絡(luò)研究工作也有重要的技術(shù)影響；人們在兩者之間搖擺不定。）
DARPA于是與BBN、斯坦福和倫敦大學(xué)簽署了協(xié)議開發(fā)不同硬件平臺上協(xié)議的運行版本。有四個版本被開發(fā)出來——TCP v1、TCP v2、在1978年春天分成TCP v3和IP v3的版本，后來就是穩(wěn)定的TCP/IP v4——因特網(wǎng)仍然使用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。
1975年，兩個網(wǎng)絡(luò)之間的TCP/IP通信在斯坦福和倫敦大學(xué)學(xué)院（UCL）之間進行了測試。1977年11月，三個網(wǎng)絡(luò)之間的TCP/IP測試在美國、英國和挪威之間進行。在1978年到1983年間，其他一些TCP/IP原型在多個研究中心之間開發(fā)出來。ARPANET完全轉(zhuǎn)換到TCP/IP在1983年1月1日發(fā)生。
1984年，美國國防部將TCP/IP作為所有計算機網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。1985年，因特網(wǎng)架構(gòu)理事會舉行了一個三天有250家廠商代表參加的關(guān)于計算產(chǎn)業(yè)使用TCP/IP的工作會議，幫助協(xié)議的推廣并且引領(lǐng)它日漸增長的商業(yè)應(yīng)用。
2005年9月9日卡恩和瑟夫由于他們對于美國文化做出的卓越貢獻被授予總統(tǒng)自由勛章。
IPV4
IPv4，是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（Internet Protocol，IP）的第四版，也是第一個被廣泛使用，構(gòu)成現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基石的協(xié)議。1981年Jon Postel 在RFC791中定義了IP，Ipv4可以運行在各種各樣的底層網(wǎng)絡(luò)上，比如端對端的串行數(shù)據(jù)鏈路（PPP協(xié)議和SLIP協(xié)議） ，衛(wèi)星鏈路等等。局域網(wǎng)中最常用的是以太網(wǎng)。
傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議基于IPV4屬于第二代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，核心技術(shù)屬于美國。它的最大問題是網(wǎng)絡(luò)地址資源有限，從理論上講，編址1600萬個網(wǎng)絡(luò)、40億臺主機。但采用A、B、C三類編址方式后，可用的網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址的數(shù)目大打折扣，以至IP地址已經(jīng)枯竭。其中北美占有3/4，約30億個，而人口最多的亞洲只有不到4億個，中國截止2010年6月IPv4地址數(shù)量達(dá)到2.5億，落后于4.2億網(wǎng)民的需求。雖然用動態(tài)IP及Nat地址轉(zhuǎn)換等技術(shù)實現(xiàn)了一些緩沖，但IPV4地址枯竭已經(jīng)成為不爭的事實。在此，專家提出IPV6的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，也正在推行，但IPV4的使用過過渡到IPV6需要很長的一段過渡期。中國主要用的就是ip4，在win7中已經(jīng)有了ipv6的協(xié)議不過對于中國的用戶們來說可能很久以后才會用到吧。
傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議基于電話寬帶以及以太網(wǎng)的電器特性而制定的，其分包原則與檢驗占用了數(shù)據(jù)包很大的一部分比例造成了傳輸效率低，網(wǎng)絡(luò)正向著全光纖網(wǎng)絡(luò)高速以太網(wǎng)方向發(fā)展，TCP/IP協(xié)議不能滿足其發(fā)展需要。
1983年TCP/IP協(xié)議被ARPAnet采用，直至發(fā)展到后來的互聯(lián)網(wǎng)。那時只有幾百臺計算機互相聯(lián)網(wǎng)。到1989年聯(lián)網(wǎng)計算機數(shù)量突破10萬臺，并且同年出現(xiàn)了1.5Mbit/s的骨干網(wǎng)。因為IANA把大片的地址空間分配給了一些公司和研究機構(gòu)，90年代初就有人擔(dān)心10年內(nèi)IP地址空間就會不夠用，并由此導(dǎo)致了IPv6 的開發(fā)。
IPv6
IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫，其中Internet Protocol譯為“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”。IPv6是IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組，Internet Engineering Task Force）設(shè)計的用于替代現(xiàn)行版本IP協(xié)議（IPv4）的下一代IP協(xié)議。
與IPV4相比，IPV6具有以下幾個優(yōu)勢：
一、IPv6具有更大的地址空間。IPv4中規(guī)定IP地址長度為32，即有2^32-1（符號^表示升冪，下同）個地址；而IPv6中IP地址的長度為128，即有2^128-1個地址。
二、IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一開始就遵循聚類（Aggregation）的原則，這使得路由器能在路由表中用一條記錄（Entry）表示一片子網(wǎng)，大大減小了路由器中路由表的長度，提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度。
三、IPv6增加了增強的組播（Multicast）支持以及對流的控制（Flow Control），這使得網(wǎng)絡(luò)上的多媒體應(yīng)用有了長足發(fā)展的機會，為服務(wù)質(zhì)量（QoS，Quality of Service）控制提供了良好的網(wǎng)絡(luò)平臺。
四、IPv6加入了對自動配置（Auto Configuration）的支持。這是對DHCP協(xié)議的改進和擴展，使得網(wǎng)絡(luò)（尤其是局域網(wǎng)）的管理更加方便和快捷。
五、IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6網(wǎng)絡(luò)中用戶可以對網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)進行加密并對IP報文進行校驗，極大的增強了網(wǎng)絡(luò)的安全性。
參考模型 編輯本段
OSI參考模型
OSI參考模型是ISO的建議，它是為了使各層上的協(xié)議國際標(biāo)準(zhǔn)化而發(fā)展起來的。OSI參考模型全稱是開放系統(tǒng)互連參考模型（Open System Interconnection Reference Model）。這一參考模型共分為七層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層，如圖1所示。
物理層（Physical Layer）主要是處理機械的、電氣的和過程的接口，以及物理層下的物理傳輸介質(zhì)等。
數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer）的任務(wù)是加強物理層的功能，使其對網(wǎng)絡(luò)層顯示為一條無錯的線路。
網(wǎng)絡(luò)層（Network Layer）確定分組從源端到目的端的路由選擇。路由可以選用網(wǎng)絡(luò)中固定的靜態(tài)路由表，也可以在每一次會話時決定，還可以根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況，靈活地為每一個分組分別決定。
傳輸層（Transport Layer）從會話層接收數(shù)據(jù)，并傳輸給網(wǎng)絡(luò)層，同時確保到達(dá)目的端的各段信息正確無誤，而且使會話層不受硬件變化的影響。通常，會話層每請求建立一個傳輸連接，傳輸層就會為其創(chuàng)建一個獨立的網(wǎng)絡(luò)連接。但如果傳輸連接需要一個較高的吞吐量，傳輸層也可以為其創(chuàng)建多個網(wǎng)絡(luò)連接，讓數(shù)據(jù)在這些網(wǎng)絡(luò)連接上分流，以提高吞吐量。而另一方面，如果創(chuàng)建或維持一個獨立的網(wǎng)絡(luò)連接不合算，傳輸層也可將幾個傳輸連接復(fù)用到同一個網(wǎng)絡(luò)連接上，以降低費用。除了多路復(fù)用，傳輸層還需要解決跨網(wǎng)絡(luò)連接的建立和拆除，并具有流量控制機制。
會話層（Session Layer）允許不同機器上的用戶之間建立會話關(guān)系，既可以進行類似傳輸層的普通數(shù)據(jù)傳輸，也可以被用于遠(yuǎn)程登錄到分時系統(tǒng)或在兩臺機器間傳遞文件。
表示層（Presentation Layer）用于完成一些特定的功能，這些功能由于經(jīng)常被請求，因此人們希望有通用的解決辦法，而不是由每個用戶各自實現(xiàn)。
應(yīng)用層（Application Layer）中包含了大量人們普遍需要的協(xié)議。不同的文件系統(tǒng)有不同的文件命名原則和不同的文本行表示方法等，不同的系統(tǒng)之間傳輸文件還有各種不兼容問題，這些都將由應(yīng)用層來處理。此外，應(yīng)用層還有虛擬終端、電子郵件和新聞組等各種通用和專用的功能。
傳輸控制模型
TCP/IP參考模型是首先由ARPANET所使用的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。這個體系結(jié)構(gòu)在它的兩個主要協(xié)議出現(xiàn)以后被稱為TCP/IP參考模型（TCP/IP Reference Model）。這一網(wǎng)絡(luò)協(xié)議共分為四層：網(wǎng)絡(luò)訪問層、互聯(lián)網(wǎng)層、傳輸層和應(yīng)用層，如圖2所示。
網(wǎng)絡(luò)訪問層（Network Access Layer）在TCP/IP參考模型中并沒有詳細(xì)描述，只是指出主機必須使用某種協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)相連。
互聯(lián)網(wǎng)層（Internet Layer）是整個體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分，其功能是使主機可以把分組發(fā)往任何網(wǎng)絡(luò)，并使分組獨立地傳向目標(biāo)。這些分組可能經(jīng)由不同的網(wǎng)絡(luò)，到達(dá)的順序和發(fā)送的順序也可能不同。高層如果需要順序收發(fā)，那么就必須自行處理對分組的排序?；ヂ?lián)網(wǎng)層使用因特網(wǎng)協(xié)議（IP，Internet Protocol）。TCP/IP參考模型的互聯(lián)網(wǎng)層和OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層在功能上非常相似。
傳輸層（Transport Layer）使源端和目的端機器上的對等實體可以進行會話。在這一層定義了兩個端到端的協(xié)議：傳輸控制協(xié)議（TCP，Transmission Control Protocol）和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP，User Datagram Protocol）。TCP是面向連接的協(xié)議，它提供可靠的報文傳輸和對上層應(yīng)用的連接服務(wù)。為此，除了基本的數(shù)據(jù)傳輸外，它還有可靠性保證、流量控制、多路復(fù)用、優(yōu)先權(quán)和安全性控制等功能。UDP是面向無連接的不可靠傳輸?shù)膮f(xié)議，主要用于不需要TCP的排序和流量控制等功能的應(yīng)用程序。
應(yīng)用層（Application Layer）包含所有的高層協(xié)議，包括：虛擬終端協(xié)議（TELNET，TELecommunications NETwork）、文件傳輸協(xié)議（FTP，F(xiàn)ile Transfer Protocol）、電子郵件傳輸協(xié)議（SMTP，Simple Mail Transfer Protocol）、域名服務(wù)（DNS，Domain Name Service）、網(wǎng)上新聞傳輸協(xié)議（NNTP，Net News Transfer Protocol）和超文本傳送協(xié)議（HTTP，HyperText Transfer Protocol）等。TELNET允許一臺機器上的用戶登錄到遠(yuǎn)程機器上，并進行工作；FTP提供有效地將文件從一臺機器上移到另一臺機器上的方法；SMTP用于電子郵件的收發(fā)；DNS用于把主機名映射到網(wǎng)絡(luò)地址；NNTP用于新聞的發(fā)布、檢索和獲取；HTTP用于在WWW上獲取主頁。
層次分類 編輯本段
TCP/IP協(xié)議不是TCP和IP這兩個協(xié)議的合稱，而是指因特網(wǎng)整個TCP/IP協(xié)議族。
TCP/IP協(xié)議并不完全符合OSI的七層參考模型，OSI（Open System Interconnect）是傳統(tǒng)的開放式系統(tǒng)互連參考模型，是一種通信協(xié)議的7層抽象的參考模型，其中每一層執(zhí)行某一特定任務(wù)。該模型的目的是使各種硬件在相同的層次上相互通信。這7層是：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層（網(wǎng)絡(luò)接口層）、網(wǎng)絡(luò)層（網(wǎng)絡(luò)層）、傳輸層（傳輸層）、會話層、表示層和應(yīng)用層（應(yīng)用層）。而TCP/IP通訊協(xié)議采用了4層的層級結(jié)構(gòu)，每一層都呼叫它的下一層所提供的網(wǎng)絡(luò)來完成自己的需求。由于ARPANET的設(shè)計者注重的是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，允許通信子網(wǎng)（網(wǎng)絡(luò)接口層）采用已有的或是將來有的各種協(xié)議，所以這個層次中沒有提供專門的協(xié)議。實際上，TCP/IP協(xié)議可以通過網(wǎng)絡(luò)接口層連接到任何網(wǎng)絡(luò)上，例如X.25交換網(wǎng)或IEEE802局域網(wǎng)。
注意tcp本身不具有數(shù)據(jù)傳輸中噪音導(dǎo)致的錯誤檢測功能，但是有實現(xiàn)超時的錯誤重傳功能;
TCP/IP結(jié)構(gòu)對應(yīng)OSI | |
TCP/IP | OSI |
應(yīng)用層 | 應(yīng)用層 表示層 會話層 |
主機到主機層（TCP）（又稱傳輸層） | 傳輸層 |
網(wǎng)絡(luò)層（IP）（又稱互聯(lián)層） | 網(wǎng)絡(luò)層 |
網(wǎng)絡(luò)接口層（又稱鏈路層） | 數(shù)據(jù)鏈路層 |
物理層 | |
網(wǎng)絡(luò)接口層
物理層是定義物理介質(zhì)的各種特性：
1、機械特性；
2、電子特性；
3、功能特性；
4、規(guī)程特性。
數(shù)據(jù)鏈路層是負(fù)責(zé)接收IP數(shù)據(jù)包并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，或者從網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀，抽出IP數(shù)據(jù)包，交給IP層。
ARP是正向地址解析協(xié)議，通過已知的IP，尋找對應(yīng)主機的MAC地址。
RARP是反向地址解析協(xié)議，通過MAC地址確定IP地址。比如無盤工作站還有DHCP服務(wù)。
常見的接口層協(xié)議有：
Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame relay、HDLC、PPP ATM等。
TCP/IP協(xié)議
TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層
負(fù)責(zé)相鄰計算機之間的通信。其功能包括三方面。
處理來自傳輸層的分組發(fā)送請求，收到請求后，將分組裝入IP數(shù)據(jù)報，填充報頭，選擇去往信宿機的路徑，然后將數(shù)據(jù)報發(fā)往適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)接口。
處理輸入數(shù)據(jù)報：首先檢查其合法性，然后進行尋徑--假如該數(shù)據(jù)報已到達(dá)信宿機，則去掉報頭，將剩下部分交給適當(dāng)?shù)膫鬏攨f(xié)議；假如該數(shù)據(jù)報尚未到達(dá)信宿，則轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)報。
處理路徑、流控、擁塞等問題。
網(wǎng)絡(luò)層包括：IP（Internet Protocol）協(xié)議、ICMP（Internet Control Message Protocol）
控制報文協(xié)議、ARP（Address Resolution Protocol）地址轉(zhuǎn)換協(xié)議、RARP（Reverse ARP）反向地址轉(zhuǎn)換協(xié)議。
IP是網(wǎng)絡(luò)層的核心，通過路由選擇將下一條IP封裝后交給接口層。IP數(shù)據(jù)報是無連接服務(wù)。
ICMP是網(wǎng)絡(luò)層的補充，可以回送報文。用來檢測網(wǎng)絡(luò)是否通暢。
Ping命令就是發(fā)送ICMP的echo包，通過回送的echo relay進行網(wǎng)絡(luò)測試。
傳輸層
提供應(yīng)用程序間的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供可靠傳輸。為實現(xiàn)后者，傳輸層協(xié)議規(guī)定接收端必須發(fā)回確認(rèn)，并且假如分組丟失，必須重新發(fā)送，即耳熟能詳?shù)摹叭挝帐帧边^程，從而提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸。
傳輸層協(xié)議主要是：傳輸控制協(xié)議TCP（Transmission Control Protocol）和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP（User Datagram protocol）。
應(yīng)用層
向用戶提供一組常用的應(yīng)用程序，比如電子郵件、文件傳輸訪問、遠(yuǎn)程登錄等。遠(yuǎn)程登錄TELNET使用TELNET協(xié)議提供在網(wǎng)絡(luò)其它主機上注冊的接口。TELNET會話提供了基于字符的虛擬終端。文件傳輸訪問FTP使用FTP協(xié)議來提供網(wǎng)絡(luò)內(nèi)機器間的文件拷貝功能。
應(yīng)用層協(xié)議主要包括如下幾個：FTP、TELNET、DNS、SMTP、NFS、HTTP。
FTP（File Transfer Protocol）是文件傳輸協(xié)議，一般上傳下載用FTP服務(wù)，數(shù)據(jù)端口是20H，控制端口是21H。
Telnet服務(wù)是用戶遠(yuǎn)程登錄服務(wù)，使用23H端口，使用明碼傳送，保密性差、簡單方便。
DNS（Domain Name Service）是域名解析服務(wù)，提供域名到IP地址之間的轉(zhuǎn)換，使用端口53。
SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）是簡單郵件傳輸協(xié)議，用來控制信件的發(fā)送、中轉(zhuǎn)，使用端口25。
NFS（Network File System）是網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，用于網(wǎng)絡(luò)中不同主機間的文件共享。
HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是超文本傳輸協(xié)議，用于實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中的WWW服務(wù)，使用端口80。
總結(jié) | ||
OSI中的層 | 功能 | TCP/IP協(xié)議族 |
應(yīng)用層 | 文件傳輸，電子郵件，文件服務(wù)，虛擬終端 | TFTP，HTTP，SNMP，F(xiàn)TP，SMTP，DNS，Telnet 等等 |
表示層 | 數(shù)據(jù)格式化，代碼轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)加密 | 沒有協(xié)議 |
會話層 | 解除或建立與別的接點的聯(lián)系 | 沒有協(xié)議 |
傳輸層 | 提供端對端的接口 | TCP，UDP |
網(wǎng)絡(luò)層 | 為數(shù)據(jù)包選擇路由 | IP，ICMP，OSPF，EIGRP，IGMP |
數(shù)據(jù)鏈路層 | 傳輸有地址的幀以及錯誤檢測功能 | SLIP，CSLIP，PPP，MTU |
物理層 | 以二進制數(shù)據(jù)形式在物理媒體上傳輸數(shù)據(jù) | ISO2110，IEEE802，IEEE802.2 |
網(wǎng)絡(luò)層中的協(xié)議主要有IP，ICMP，IGMP等，由于它包含了IP協(xié)議模塊，所以它是所有基于TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)的核心。在網(wǎng)絡(luò)層中，IP模塊完成大部分功能。ICMP和IGMP以及其他支持IP的協(xié)議幫助IP完成特定的任務(wù)，如傳輸差錯控制信息以及主機/路由器之間的控制電文等。網(wǎng)絡(luò)層掌管著網(wǎng)絡(luò)中主機間的信息傳輸。
傳輸層上的主要協(xié)議是TCP和UDP。正如網(wǎng)絡(luò)層控制著主機之間的數(shù)據(jù)傳遞，傳輸層控制著那些將要進入網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)。兩個協(xié)議就是它管理這些數(shù)據(jù)的兩種方式：TCP是一個基于連接的協(xié)議；UDP則是面向無連接服務(wù)的管理方式的協(xié)議。
優(yōu)缺特點 編輯本段
主要特點
（1）TCP/IP協(xié)議不依賴于任何特定的計算機硬件或操作系統(tǒng)，提供開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，即使不考慮Internet，TCP/IP協(xié)議也獲得了廣泛的支持。所以TCP/IP協(xié)議成為一種聯(lián)合各種硬件和軟件的實用系統(tǒng)。
（2）TCP/IP協(xié)議并不依賴于特定的網(wǎng)絡(luò)傳輸硬件，所以TCP/IP協(xié)議能夠集成各種各樣的網(wǎng)絡(luò)。用戶能夠使用以太網(wǎng)（Ethernet）、令牌環(huán)網(wǎng)（Token Ring Network）、撥號線路（Dial-up line）、X.25網(wǎng)以及所有的網(wǎng)絡(luò)傳輸硬件。
（3）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)中都具有惟一的地址
（4）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)。
協(xié)議優(yōu)勢
在長期的發(fā)展過程中，IP逐漸取代其他網(wǎng)絡(luò)。這里是一個簡單的解釋。IP傳輸通用數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)能夠用于任何目的，并且能夠很輕易地取代以前由專有數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。下面是一個普通的過程：
一個專有的網(wǎng)絡(luò)開發(fā)出來用于特定目的。如果它工作很好，用戶將接受它。
為了便利提供IP服務(wù)，經(jīng)常用于訪問電子郵件或者聊天，通常以某種方式通過專有網(wǎng)絡(luò)隧道實現(xiàn)。隧道方式最初可能非常沒有效率，因為電子郵件和聊天只需要很低的帶寬。
通過一點點的投資IP 基礎(chǔ)設(shè)施逐漸在專有數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)周邊出現(xiàn)。
用IP取代專有服務(wù)的需求出現(xiàn)，經(jīng)常是一個用戶要求。
IP替代品過程遍布整個因特網(wǎng)，這使IP替代品比最初的專有網(wǎng)絡(luò)更加有價值（由于網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)）。
專有網(wǎng)絡(luò)受到壓制。許多用戶開始維護使用IP替代品的復(fù)制品。
IP包的間接開銷很小，少于1%，這樣在成本上非常有競爭性。人們開發(fā)了一種能夠?qū)P帶到專有網(wǎng)絡(luò)上的大部分用戶的不昂貴的傳輸媒介。
大多數(shù)用戶為了削減開銷，專有網(wǎng)絡(luò)被取消。
主要缺點
第一，它在服務(wù)、接口與協(xié)議的區(qū)別上就不是很清楚。一個好的軟件工程應(yīng)該將功能與實現(xiàn)方法區(qū)分開來，TCP/IP恰恰沒有很好地做到這點，就使得TCP/IP參考模型對于使用新的技術(shù)的指導(dǎo)意義是不夠的。TCP/IP參考模型不適合于其他非TCP/IP協(xié)議簇。
第二，主機-網(wǎng)絡(luò)層本身并不是實際的一層，它定義了網(wǎng)絡(luò)層與數(shù)據(jù)鏈路層的接口。物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的劃分是必要和合理的，一個好的參考模型應(yīng)該將它們區(qū)分開，而TCP/IP參考模型卻沒有做到這點。
附件列表
詞條內(nèi)容僅供參考，如果您需要解決具體問題
（尤其在法律、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域），建議您咨詢相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)人士。