什么是TCP/IP协议
TCP/IP协议(Transfer Controln Protocol/Internet Protocol)叫做传输控制/网际协议,又叫网络通讯协议,这个协议是Internet国际互联网络的基础。
TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议,传输控制协议(TCP)和网际协议(IP),但TCP/IP实际上是一组协议,它包括上百个各种功能的协议,如:远程登录、文件传输和等,而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族,而不单单是TCP和IP。
TCP/IP是用于计算机通信的一组协议,我们通常称它为TCP/IP协议族。它是70年代中期美国国防部为其ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准,以它为基础组建的INTERNET是目前国际上规模最大的计算机网络,正因为INTERNET的广泛使用,使得TCP/IP成了事实上的标准。
之所以说TCP/IP是一个协议族,是因为TCP/IP协议包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNETFTP、SMTP、ARP、TFTP等许多协议,这些协议一起称为TCP/IP协议。以下我们对协议族中一些常用协议英文名称和用途作一介绍:
TCP(Transport Control Protocol)传输控制协议
IP(Internetworking Protocol)网间网协议
UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议
ICMP(Internet Control Message Protocol)互联网控制信息协议
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传输协议
SNMP(Simple Network manage Protocol)简单网络管理协议
FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议
ARP(Address Resolation Protocol)地址解析协议
从协议分层模型方面来讲,TCP/IP由四个层次组成:网络接口层、网间网层、传输层、应用层。
其中:
网络接口层 这是TCP/IP软件的最低层,负责接收IP数据报并通过网络发送之,或者从网络上接收物理帧,抽出IP数据报,交给IP层。
网间网层 负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。一、处理来自传输层的分组发送请求,收到请求后,将分组装入IP数据报,填充报头,选择去往信宿机的路径,然后将数据报发往适当的网络接口。二、处理输入数据报:首先检查其合法性,然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机,则去掉报头,将剩下部分交给适当的传输协议;假如该数据报尚未到达信宿,则转发该数据报。三、处理路径、流控、拥塞等问题。
传输层 提供应用程序间的通信。其功能包括:一、格式化信息流;二、提供可靠传输。为实现后者,传输层协议规定接收端必须发回确认,并且假如分组丢失,必须重新发送。
应用层 向用户提供一组常用的应用程序,比如、文件传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。
前面我们已经学过关于OSI参考模型的相关概念,现在我们来看一看,相对于七层协议参考模型,TCP/IP协议是如何实现网络模型的。
OSI中的层 | 功能 | TCP/IP协议族 |
应用层 | 文件传输,,文件服务,虚拟终端 | TFTP,HTTP,SNMP,FTP,SMTP,DNS,Telnet |
表示层 | 数据格式化,代码转换,数据加密 | 没有协议 |
会话层 | 解除或建立与别的接点的联系 | 没有协议 |
传输层 | 提供端对端的接口 | TCP,UDP |
网络层 | tcpip路由协议为数据包选择路由 | IP,ICMP,RIP,OSPF,BGP,IGMP |
数据链路层 | 传输有地址的帧以及错误检测功能 | SLIP,CSLIP,PPP,ARP,RARP,MTU |
物理层 | 以二进制数据形式在物理媒体上传输数据 | ISO2110,IEEE802。IEEE802.2 |
数据链路层包括了硬件接口和协议ARP,RARP,这两个协议主要是用来建立送到物理层上的信息和接收从物理层上传来的信息;
网络层中的协议主要有IP,ICMP,IGMP等,由于它包含了IP协议模块,所以它是所有机遇TCP/IP协议网络的核心。在网络层中,IP模块完成大部分功能。ICMP和IGMP以及其他支持IP的协议帮助IP完成特定的任务,如传输差错控制信息以及主机/路由器之间的控制电文等。网络层掌管着网络中主机间的信息传输。
传输层上的主要协议是TCP和UDP。正如网络层控制着主机之间的数据传递,传输层控制着那些将要进入网络层的数据。两个协议就是它管理这些数据的两种方式:TCP是一个基于连接的协议(还记得我们在网络基础中讲到的关于面向连接的服务和面向无连接服务的概念吗?忘了的话,去看看);UDP则是面向无连接服务的管理方式的协议。
应用层位于协议栈的顶端,它的主要任务就是应用了。上面的协议当然也是为了这些应用而设计的,具体说来一些常用的协议功能如下:
Telnet:提供远程登录(终端仿真)服务,好象比较古老的BBS就是用的这个登陆。
FTP :提供应用级的文件传输服务,说的简单明了点就是远程文件访问等等服务;
SMTP:不用说拉,天天用到的协议。
TFTP:提供小而简单的文件传输服务,实际上从某个角度上来说是对FTP的一种替换(在文件特别小并且仅有传输需求的时候)。
SNTP:简单网络管理协议。看名字就不用说什么含义了吧。
DNS:域名解析服务,也就是如何将域名映射城IP地址的协议。
HTTP:不知道各位对这个协议熟不熟悉啊?这是超文本传输协议。
一、概述
X.25协议是CCITT(ITU)建议的一种协议,它定义终端和计算机到分组交换网络的连接。分组交换网络在一个网络上为数据分组选择到达目的地的路由。x.25是一种很好实现
的分组交换服务,传统上它是用于将远程终端连接到主机系统的。这种服务为同时使用的用户提供任意点对任意点的连接。来自一个网络的多个用户的信号,可以通过多路选择通过X.25接口而进入分组交换网络,并且被分发到不同的远程地点。一种称为虚电路的通信信道在一条预定义的路径上连接端点站点通过网络。虽然X.25,吞吐率的主要部分是用于错误检查开销的,X.25接口不可支持高达64Kbps的线路,CCITT在1992年重新制定了这个标准,并将速率提高到2Mbps。
X.25的分组交换体系结构具有一些优点和缺陷。信息分组通过散列网络的路由是根据这个分组头中的目的地址信息进行选择的。用户可以与多个不同的地点进行连接,而不象面向电路的网络那样在任何两点之间仅仅存在一条专用线路。由于分组可以通过路由器的共享端口进行传输的,所以就存在一定的分发延迟。虽然许多网络能够通过选择回避拥挤区域的路由来支持过载的通信量,但是随着访问网络人数的增多,用户还是可以感觉到性能变慢了。和此相反,面向电路的网络在两个地点之间提供一个固定的带宽,它不能适应超过这个带宽的传输的要求。
X.25的开销比帧中继要高许多。例如,在X.25中,在一个分组的传输路径上的每个结点
都必须完整地接收一个分组,并且在发送之前还必须完成错误检查。帧中继结点只是简单地查看分组头中的目的地址信息,并立即转发该分组,在一些情况下,甚至在它完整地接收一个分组之前就开始转发。帧中继不需要X.25中必须在每个中间结点中存在的用于处理管理、流控和错误检查的状态表。端点结点必须对丢失的帧进行检查,并请求重发。
X.25受到了低性能的影响,它不能适应许多实时LAN对LAN应用的要求。然而,X.25很容易建立,很容易理解,并且已被远程终端或计算机访问,以及传输量较低的许多情况所接收。X.25可能是电话系统网络不可靠的国家建立可靠网络链路的唯一途径。许多国家使用X.25服务。与此不同,在一些国家获得可靠的专用线路并不是不可能的。
X.25是在开放式系统互联(OSI)协议模型之前提出的,所以一些用来解释x.25的专用术语是不同的。这种标准在三个层定义协议,它和OSI协议栈的底下三层是紧密相关的:
物理层 它称为X.21接口,定义从计算机/终端(数据终端设备,DTE)到X.25分组交换网络中的附件结点的物理/电气接口。RS-232-C通常用于X.21接口。
链路访问层 定义象帧序列那样的数据传输。使用的协议是平衡式链路访问规程(LAP-B)
,它是高级数据链路控制(HDLC)协议的一部分。LAP-B的设计是为了点对点连接。它为异步平衡模式会话提供帧结构、错误检查和流控机制。LAP-B为确信一个分组已经抵达网络的每个链路提供了一条途径。
分组层:定义通过分组交换网络的可靠虚电路。这样,X.25就提供了点对点数据发送,而不是一点对多点发送。
在X.25中,虚电路的概念是非常重要的。一条虚电路在穿越分组交换网络的两个地点之间建立一条临时性或永久性的“逻辑”通信信道。使用一条电路使用可以保证分组是按照顺序抵达的,这是因为它们都按照同一条路径进行传输。它为数据在网络上进行传输提供了可靠的方式。在X.25中有两种类型的虚电路:
临时性虚电路:将建立基于呼叫的虚电路,然后在数据传输会话结束时拆除。
永久虚电路:在两个端点结点之间保持一种固定连接。
X.25使用呼叫建立分组,从而在两个端点站点之间建立一条通信信道。一旦这个呼叫建立了,在这两个站点之间数据分组就可以传输信息了。注意,由于X.25是一种面向连接
的服务,因而分组不需要源地址和目的地址。虚电路为传输分组通过网络到达目的地提供了一条通信路径。然而,对分组授予了一个号码,这个号码可以被连接源地和目的地的信道鉴别。
X.25网络易于安装和维护。它是根据发送的分组数据来收费的,在一些情况下,还会考虑连通的时间。牢记,其它一些服务更适合于高速局域网传输(例如帧中继)或专用连接
二、X.25技术
X.25规范对应OSI三层,X.25的第三层描述了分组的格式及分组交换的过程。X.25的第二层由LAPB(Link Access Procedure, Balanced)实现,它定义了用于DTE/DCE连接的帧格式。X.25的第一层定义了电气和物理端口特性。
X.25网络设备分为数据终端设备(DTE)、数据电路终端设备(DCE)及分组交换设备(PSE)。DTE是X.25的末端系统,如终端、计算机或网络主机,一般位于用户端,Cisco路由器就是DTE设备。DCE设备是专用通信设备,如调制解调器和分组交换机。PSE是公共网络的主干交换机。
X.25定义了数据通讯的电话网络,每个分配给用户的x.25 端口都具有一个x.121地址,当用户申请到的是SVC(交换虚电路)时,x.25一端的用户在访问另一端的用户时,首先将呼叫对方x.121地址,然后接收到呼叫的一端可以接受或拒绝,如果接受请求,于是连接建立实现数据传输,当没有数据传输时挂断连接,整个呼叫过程就类似我们拨打普通电话一样,其不同的是x.25可以实现一点对多点的连接。其中x.121地址、htc均必须与x.25服务提供商分配的参数相同。X.25 PVC(永久虚电路),没有呼叫的过程,类似DDN专线。
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