TCP/IP体系结构

本文详细介绍了TCP/IP协议族的四层结构:主机-网络层负责将IP分组封装成帧并处理不同网络协议;网际层使用IP协议进行不可靠的数据传输并处理路由选择;传输层提供TCP和UDP服务,负责端到端连接;应用层包含多种如HTTP、FTP等网络应用协议。

在这里插入图片描述

主机-网络层(网络接口层)

  • 将IP分组封装成适合通过该网络传输的帧格式
  • 不同类型的网络有着不同的网络接口层,有着相应的网络接口层协议
  • 允许使用广域网,局域网,城域网的各种协议,任何一种流行的低层传输协议都可以与TCP/IP互联网络层接口
  • 由具体网络实现同一网络上结 点之间的帧传输过程

网际层(互联网络层)

互联网络层使用IP协议,IP是一种不可靠,无连接的数据报传输服务协议,互联网络层的协议数据单元是IP分组

  • 处理来自传输层的数据发送请求,在接收到报文发送请求后,将传输层的报文封装为IP分组,启动路由选择算法,选择适当的发送路径,将分组发送到另外的一个节点。
  • 处理接收到的分组。接收到其他节点发送的IP的分组后,检查目的IP地址,如果目的的地址为本节点的IP地址,则除去分组头,将分组数据交送给传输层处理。如果需要转发,则通过路由选择算法为分组选择下一个节点的发送路径,并且转发分组。
  • 处理网络的路由选择,流量控制,拥塞控制

传输层

传输层是负责在会话进程之间建立和维护端到端连接,实现网络环境中分布式进程通信。

  • TCP(传输控制协议):可靠的面向连接,面向字节流的传输层协议。(流量控制,拥塞控制)
  • UDP(数据报协议):不可靠,无连接的传输层协议。

应用层

应用层包括各种标准的网络应用协议,并且不断有新的协议加入。

  • 远程登录协议(TElNET)
  • 文件传输协议(FTP)
  • 简单邮件传输协议(SMTP)
### TCP/IP 体系结构详解 #### 三与四模型对比 TCP/IP 和 OSI 模型在分模块上有细微差异。OSI 参考模型关注的是“通信协议必要的功能是什么”,而 TCP/IP 更加侧重于“在计算机上实现这些协议应开发何种程序”[^1]。 #### TCP/IP 次划分及其职责 ##### 网络接口层 (Network Interface Layer) 该负责通过物理媒介发送和接收比特流,它涵盖了局域网技术(如以太网)、广域网技术和无线网络标准等。这相当于 OSI 中的数据链路和部分物理的功能组合。 ##### 互联网 (Internet Layer) 主要由 IP 协议构成,用于在网络之间传递数据报文,并处理路由选择等问题。当 IP 模块接收到数据后会检查其目标地址是否为自己;如果是,则依据首部中的协议字段决定转发给哪个更高的进程——比如可能是 TCP 或者 UDP[^2]。 ##### 传输 (Transport Layer) 提供了端到端之间的可靠或不可靠通讯服务。其中最著名的两个成员分别是面向连接并确保可靠性传输的 TCP 协议以及无连接且尽力而为式的 UDP 协议。即使在一侧保持 ESTABLISHED 状态下,也不能完全保证对方同样维持着正常的连接状态除非启用了特定机制像保活选项来定期检测连通性状况[^3]。 ##### 应用 (Application Layer) 位于最高级别,直接服务于各种应用程序需求。这里含了众多熟知的服务协议,例如 HTTP(S) 对应网页浏览、FTP 关联文件交换还有 SMTP 支持邮件传送等功能[^4]。 ```python import socket def create_tcp_socket(): """创建一个TCP套接字""" sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) return sock if __name__ == "__main__": tcp_sock = create_tcp_socket() print(f"已成功创建TCP套接字对象: {tcp_sock}") ```
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