面试官: 如何理解TCP/IP协议?

是什么

TCP/IP, 传输控制协议/网际协议, 是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇

一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议

用于封包交换数据网络的协议

TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议, 而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇,

只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性, 所以通称为TCP/IP协议族(英语: TCP/IP Protocol Suite, 或TCP/IP Protocols)

TCP/IP协议族按层次分别了五层体系或者四层体系

五层体系的协议结构是综合了 OSI 和 TCP/IP 优点的一种协议, 包括应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层

五层协议的体系结构只是为介绍网络原理而设计的, 实际应用还是 TCP/IP 四层体系结构, 包括应用层、传输层、网络层(网际互联层)、网络接口层

如下图所示:

TCP/IP模型将 OSI 参考模型中的会话层、表示层和应用层的功能合并到一个应用层实现, 通过不同的应用层协议为不同的应用提供服务

如: FTP、Telnet、DNS、SMTP等

该层对应于 OSI 参考模型的传输层, 为上层实体提供源端到对端主机的通信功能

传输层定义了两个主要协议: 传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)

其中面向连接的 TCP 协议保证了数据的传输可靠性, 面向无连接的 UDP 协议能够实现数据包简单、快速地传输

负责为分组网络中的不同主机提供通信服务, 并通过选择合适的路由将数据传递到目标主机

在发送数据时, 网络层把运输层产生的报文段或用户数据封装成分组或包进行传送

数据链路层在两个相邻节点传输数据时, 将网络层交下来的IP数据报组装成帧, 在两个相邻节点之间的链路上传送帧

保数据可以在各种物理媒介上进行传输, 为数据的传输提供可靠的环境

TCP/IP 的四层结构则如下表所示:

层次名称	单位	功能	协议
网络接口层	帧	负责实际数据的传输, 对应OSI参考模型的下两层	HDLC(高级链路控制协议)PPP(点对点协议) SLIP(串行线路接口协议)
网络层	数据报	负责网络间的寻址数据传输, 对应OSI参考模型的第三层	IP(网际协议) ICMP(网际控制消息协议)ARP(地址解析协议) RARP(反向地址解析协议)
传输层	报文段	负责提供可靠的传输服务, 对应OSI参考模型的第四层	TCP(控制传输协议) UDP(用户数据报协议)
应用层		负责实现一切与应用程序相关的功能, 对应OSI参考模型的上三层	FTP(文件传输协议) HTTP(超文本传输协议) DNS(域名服务器协议)SMTP(简单邮件传输协议)NFS(网络文件系统协议)

OSI 参考模型与 TCP/IP 参考模型区别如下:

相同点:

不同点:

OSI 采用的七层模型； TCP/IP 是四层或五层结构
TCP/IP 参考模型没有对网络接口层进行细分, 只是一些概念性的描述； OSI 参考模型对服务和协议做了明确的区分
OSI 参考模型虽然网络划分为七层, 但实现起来较困难。TCP/IP 参考模型作为一种简化的分层结构是可以的
TCP/IP协议去掉表示层和会话层的原因在于会话层、表示层、应用层都是在应用程序内部实现的, 最终产出的是一个应用数据包, 而应用程序之间是几乎无法实现代码的抽象共享的, 这也就造成 OSI设想中的应用程序维度的分层是无法实现的

三种模型对应关系如下图所示: