TCPIP协议族体系结构
tcpip协议pdfTCP/IP协议族是⼀个四层协议系统,⾃底⽽上分别是数据链路层、⽹络层、传输层和应⽤层。每⼀层完成不同的功能,
且通过若⼲协议来实现,上层协议使⽤下层协议提供的服务。
1、数据链路层
负责帧数据的传递。(经过数据链路层封装的数据称为帧)
数据链路层两个常⽤的协议时ARP(地址解析协议)和RARP(逆地址解析协议)。它们实现了IP地址和机器物理地址之间的相互转换。
⽹络层使⽤IP地址寻址⼀台机器,⽽数据链路层使⽤物理地址寻址⼀台机器,因此⽹络层必须先将⽬标机器的IP地址转换为其物理地址,才能使⽤数据链路层提供的服务,这就是ARP协议的⽤途。RARP协议仅⽤于⽹络上的某些⽆盘⼯作站(没有硬盘)。因缺乏存储设备,⽆盘⼯作站⽆法记住⾃⼰的IP地址,但他们可以利⽤⽹卡上的物理地址来向⽹络管理者(服务器或⽹络管理软件)查询⾃⾝的IP地址。
运⾏RARP服务的⽹络管理者通常存有该⽹络上所有机器的物理地址到IP地址的映射。
2、⽹络层
负责数据怎样传递过去。
⽹络层实现数据包的选路和转发。WAN(⼴域⽹)通常使⽤众多分级的路由器来连接分散的主机或LAN(局域⽹),因此,
通讯的两台主机⼀般不是直接相连的,⽽是通过多个中间节点(路由器)连接的。⽹络层的任务就是选择这些中间节点,
已确定两台主机之间的通讯路径。同时,⽹络层对上层协议隐藏了⽹络拓扑连接的细节,使得在传输层和⽹络应⽤程序看来,
通讯的双⽅是直接相连的。
3、传输层
负责传输数据的控制(准确性、安全性)
传输层为两台主机上的应⽤程序提供端到端(end to end)的通信。与⽹络层使⽤的逐跳通信⽅式不同,传输层只关⼼通信的
起始端和⽬的端,⽽不在乎数据包的中转过程。
垂直的实线箭头表⽰TCP/IP协议族各层之间的实体通信,⽽⽔平的虚线箭头表⽰逻辑通信线路。传输层为应⽤程序封装了⼀条
端到端的逻辑通信链路,它负责数据的收发、链路的超时重传等。
传输层协议主要有三个:TCP 协议、UDP协议、SCTP协议。
4、应⽤层
负责数据的展⽰和获取。
数据链路层、⽹络层、传输层负责处理⽹络通信细节,这部分必须既稳定⼜⾼效,因此它们都在内核空间中实现。⽽应⽤层则在⽤户空间中实现,因为它负责处理众多逻辑,⽐如⽂件传输、名称查询和⽹络管理等。如果应⽤层也在内核中实现,则会让内核变的⼗分庞⼤。当然,也有少数服务器程序是在内核中实现的,这样代码就⽆须在⽤户空间和内核空间来回切换(主要是数据的复制),极⼤地提⾼了⼯作效率。不过这种代码实现起来较复杂,不够灵活且不便于移植。
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