重庆电子工程职业学院授课方案（教案）
  课名：      计算机网络基础      教师：  冯思泉       
班级：        通信091-0899        编写时间： 2010.9
   
课题： 6.1 TCP/IP参考模型
教学目的及要求：
1.理解TCP/IP参考模型的基本原理
2.理解分层的功能及协议
教学重点：      分层的功能及协议
教学难点：      分层的功能及协议
教学步骤及内容 ：
6.1.1 TCP/IP协议概述
    1. TCP/IP的发展
TCP/IP的英文全称是Transmission Control Protocol/Internet Protocol，中文称为传输控制协议/网际协议。 TCP/IP是用于计算机通信的一组协议簇，它是70年代中期美国国防部高级计划研究局为其ARPAnet网络开发的网络体系结构和协议标准。
6.1.2 TCP/IP协议体系结构
    1.TCP/IP参考模型结构
TCP/IP参考模型采用分层思想将整个网络分为4个层次，它们从低到高分别为网络接口层、网际层、传输层、应用层。TCP/IP参考模型与OSI参考模型对应关系如图6-1所示。
图6-1 OSI与TCP/IP对应关系
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2．TCP/IP体系结构各层主要功能
（1）网络接口层
TCP/IP参考模型的网络接口层对应OSI参考模型的物理层和数据链路层。tcpip路由协议通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其它任何传输媒介）的物理接口细节。在TCP/IP标准中并没有定义具体的网络接口层的标准协议，所以对于TCP/IP标准来说具有较好的灵活性，可以使任何网络都可以接入到TCP/IP上运行和传递数据，但是这些接入的网络必须要保证能够负责数据帧的发送和接收，同时也能够屏蔽不同的通信介质的具体特性。
（2）网际层
网际层的主要功能是负责处理来自传输层的分组，将分组封装成IP数据包，并且负责为该IP数据包进行路径选择，最终将数据包从源站转发到目标站；同时网际层还要进行必要的流量控制和拥塞控制。
（3）传输层
传输层主要为两台主机上的应用程序之间提供端到端的通信，提供重发机制和流量控制功能。在传输层中有两个互不相同的传输协议：传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）和用户数据报协议（User Datagram Protocol ，UDP）。这两种传输层协议分别在不同的应用程序中有不同的用途。
（4）应用层
应用层负责向用户提供调用和访问网络的各种应用程序接口，并为用户提供各种标准的应用程序和相应的协议。
6.1.3 TCP/IP协议簇
我们通常所说的TCP/IP协议不止包括TCP和IP这两个协议，在TCP/IP体系中包含了大量的协议和应用，它是由很多提供不同应用和不同服务的协议组成的一个大家族，所以更确切的讲，我们应该称TCP/IP协议为TCP/IP协议簇。TCP/IP协议簇如图6-2所示。
图6-2 TCP/IP各层主要协议
1.网际协议IP
网际协议（Internet Protocol，IP）是一个网络层协议，它包含寻址信息和控制信息，可使数据包在网络中路由。IP协议是TCP/IP协议簇中的主要网络层协议，与TCP协议结合组成整个因特网协议的核心协议。IP协议同样都适用于LAN和WAN通信。
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2.ARP与RARP
计算机网络中各主机之间要进行通信时，必须要知道彼此的物理地址（物理地址处在OSI参考模型的数据链路层）。因此，在TCP/IP网络中，要保证各种网络都能通过TCP/IP进行互联，需要使用地址解析协议（Address Resolution Protocol，简写为ARP）将主机的IP地址映射成对应的物理地址，同理，将主机的物理地址映射成对应的IP地址的协议称为反向地址解析协议 (Reverse Address Resolution Protocol，简写为RARP)。
3.ICMP协议
ICMP是“Internet Control Message Protocol”（Internet控制消息协议）的缩写。它是TCP/IP协议簇的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。
4.IGMP协议
英文原义：Internet Group Multicast Protocol，称为Internet组管理协议。该协议运行于主机和与主机直接相连的组播路由器之间，是IP主机用来报告多址广播组成员身份的协议。通过IGMP协议，一方面可以通知本地路由器希望加入并接收某个特定组播组的信息；另一方面，路由器通过IGMP协议周期性地查询局域网内某个已知组的成员是否处于活动状态。IGMP协议的主要作用是解决网络上广播时占用带宽的问题。在网络中，当给所有客户端发出广播信息时，支持IGMP的交换机会将广播信息不经过滤地发给所有客户端。但是这些信息只需要通过组播的方式传输给某一个部分的客户端。
5.TCP协议
TCP协议是一个端对端、面向连接的协议。该协议弥补了IP协议的某些不足，其中比较突出的有两个方面：一是TCP协议能够保证在IP数据包丢失时进行重发，能够删去重复收到的IP数据包，还能保证准确地按原发送端的发送顺序重新组装数据；二是TCP协议能区别属于同一应用报文的一组IP数据包，并能鉴别应用报文的性质。这一功能使得某些具有四层协议功能的高端路由器可以对IP数据包进行流量、优先级、安全管理、负荷分配和复用等智能控制。
6．UDP协议
UDP协议是英文User Datagram Protocol的缩写，即用户数据报协议，主要用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP协议从问世至今已经被使用了很多年，虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖，但是即使是在今天，UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。
6.1.4  OSI/RM与TCP/IP参考模型的比较
1．TCP/IP虽然也分层，但层的数量不同；
2．TCP/IP一开始就考虑到了异种网络的互联问题；
3．TCP/IP一开始就向用户提供可靠和不可靠的服务；
4．系统中体现智能的位置不同。
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