TCP/IP 協議架構模型——它是如何工作的？

已發表: 2022-11-10

傳輸控制協議/互聯網協議 (TCP/IP) 是一套允許計算機連接的通信協議。

數以千計的在線資源將幫助您了解和探索 TCP/IP。 那麼，這裡有什麼不同呢？

在這裡，我專注於提供所有必要的部分，以便開始深入研究（如果您打算稍後再做）。

TCP/IP 模型：歷史是什麼？

TCP/IP 模型是您在學習計算機網絡時會閱讀的內容，並且您必須作為計算機科學或 IT 專業的學生已經接觸過它。

所以，我們不要在這裡寫另一本學術著作。 但是，請允許我快速總結一下 TCP/IP 的歷史，適合所有人，即使您認為自己是非技術人員。

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長話短說：

在 1970 年代， Vint Cerf 和 Bob Kahn描述了旨在幫助改進計算機之間的網絡互連的 TCP/IP 模型。

在此之前，我們有網絡控制協議和 1822 協議。

在同一時期，其他工程師和組織也試圖開發一種通信協議，以促進全球計算機的互連。

一種這樣的模型是OSI（開放系統互連）模型。 雖然它成功地幫助我們更好地理解網絡的方法/過程，但它對於實際實施並不理想。

總體而言，TCP/IP模型率先被採用作為標准通信協議，OSI模型作為網絡理論知識的參考。

是的，如果不是 TCP/IP，您可能無法快速可靠地訪問我們的網站或 Internet 上的其他服務。 聽起來很可怕，對吧？

現在你知道了，讓我給你一些技術細節。

傳輸控制協議（TCP）和互聯網協議（IP）之間的區別

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要理解 TCP/IP 模型，您必須區分這些術語。 兩者都是獨立的計算機網絡協議。

Internet 協議 (IP) 是一組規則，用於控制如何將數據包發送到正確的目標。 連接的每台設備/計算機都有一個 IP 地址，在發送數據時，它可以幫助您將其發送到您想要的地方。

IP 地址就像手機上的手機號碼。 您可以通過我們的 IP 地址指南了解更多信息。

IP 無法組織數據包以確保它按原定發送的方式到達目的地。 因此，TCP 派上用場，它有助於保持數據包的正確順序，並檢查它們是否按預期到達目的地。

總的來說，TCP 負責可靠地發送/接收數據。

TCP/IP 模型的特點

TCP/IP 模型因其特性和使系統/網絡能夠快速採用它而在各種協議之間贏得了戰鬥。

它的一些最佳功能包括：

  • 您可以輕鬆連接到不同類型的計算機。
  • 它允許對數據包進行重新排序，以確保即使網絡路由出現擁塞，正確的消息也能到達目的地。
  • TCP/IP 支持錯誤檢查，這也使它成為一個可靠的模型。
  • 它支持靈活的架構實現，使其適用於各種規模的網絡。
  • 通過客戶端-服務器架構，它為您提供了充足的可擴展性。
  • 它支持各種協議，方便各種用例。
  • 它允許輕鬆跨平台通信。
  • 它可以獨立操作。

TCP/IP：關於四層

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與 OSI 模型不同，TCP/IP 有四層：

  • 網絡訪問
  • 互聯網
  • 運輸
  • 應用

注意：通過這些層的數據流可以是從上到下的，也可以是相反的（取決於是發送還是接收）。 你需要知道每一層的功能才能弄清楚會發生什麼。

#1。 網絡訪問（第 1 層）

這個最低層處理計算機之間的物理連接和數據傳輸。 換句話說，數據是如何物理傳輸的。

一些示例包括用於數據傳輸的介質（光纖、無線等）、數據包結構以及 IP 地址到網絡使用的物理地址的映射。

總的來說，它涉及構成網絡技術基礎設施的所有東西，包括設備驅動程序和電纜。

RFC 826（地址解析協議）是這一層涉及的協議之一，它將 IP 地址映射到以太網地址。

網絡訪問層對用戶隱藏，是整個模型的支柱。

#2。 互聯網（第 2 層）

互聯網層處理數據流量以實現速度和準確的通信。

數據被捆綁成 IP 數據報，其中包括源地址和目標地址。 Internet 層可以轉發、確定路徑和處理邏輯尋址。

它必須處理地址是否在發送/接收端。

考慮到它包括源地址和目標地址。 因此，它必須確保數據包以正確的順序正確到達目的地。

#3。 運輸（第 3 層）

傳輸層的工作目標與亞馬遜的交付代理類似。 防火牆也伴隨著這一層。

它通常被稱為主機到主機層，它旨在提供端到端的數據完整性，允許雙向通信。

它通過將數據包分成段來確保數據包已到達目的地。 此外，它確保應用層通過確認接收整個消息。

向應用層發送消息時，它關注發送的數據量、順序以及發送位置。 而且，當從應用層接收消息時，它有助於去分段和錯誤檢查。

TCP 和 UDP 等協議在這一層有效。 讓您經常擁有可靠的連接。

#4。 應用程序（第 4 層）

最高層是關於與用戶（你）交互的應用程序。 我們使用應用程序或程序交換消息、瀏覽器、電子郵件客戶端等數據。

此處包括用戶界面和應用程序服務。 該層存在加密、解密、壓縮和解壓縮等過程。 它還有助於格式化傳輸層的消息，以便正確發送（並由接收應用程序接收/解釋）。

DNS、HTTP、FTP 和 SMTP 等協議與該層一起工作，以確保您開始在網絡中成功發送/接收數據。

TCP/IP 有什麼作用？

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TCP/IP 能夠在計算機之間可靠地傳輸數據。

為了實現這一點，TCP/IP 在發送數據的同時將它們分成數據包並重新組織它們以在接收端有意義。

數據包的概念可以比作拼圖的碎片，所有碎片的可用性將幫助您理解整個事物。

而消息被分解成數據包的原因是為了確保可靠性和準確性。 每個數據包都可以採用不同的路線以確保它們到達目的地。

與此相反，如果將消息作為一個整體發送，它將完全丟失，需要在失敗時重新發送。

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四層模型有助於進一步解釋這一點。

當數據從計算機發送時，它會以特定順序通過所有四個層，然後將其切割成碎片/數據包並發送（第 1 層 → 第 4 層）

並且，在接收計算機上，數據以相反的順序通過另一側的相同四層進行重組（第 4 層→第 1 層）

其他常見的互聯網協議

TCP/IP 包括使互聯網體驗成為可能的最基本協議。

一些標準的互聯網協議包括 HTTP、HTTPS、FTP、POP3 和 SMTP，

  • HTTP（超文本傳輸協議）將用戶連接到網絡服務器（通過網絡瀏覽器）以交互/檢索信息。
  • HTTP Secure為您提供與 Web 服務器的加密連接，確保與服務器的連接不會在兩者之間受到損害/篡改。
  • FTP （文件傳輸協議）是不言自明的。 它允許您在服務器之間或從服務器傳輸文件到您的計算機。
  • POP3（郵局協議 3）使電子郵件客戶端能夠從服務器下載電子郵件，以後可以離線查看。
  • SMPT （簡單郵件傳輸協議）類似於 POP，但允許您發送和接收電子郵件。

TCP/IP 是標準，但並不總是最好的

該模型的好處大於壞處。 但是，作為參考，您應該知道 TCP/IP 設置起來很複雜，不完全適合較小的網絡，而且協議也不容易替換。

以可能的最佳方式描述層可能不合適。 OSI 模型仍然是首選，以幫助您了解一切是如何工作的。

儘管如此，它仍然設法跟上大多數關鍵位，使我們能夠盡快發送/接收信息。