TCP/IP 协议架构模型——它是如何工作的?

传输控制协议/互联网协议 (TCP/IP) 是一套允许计算机连接的通信协议。

数以千计的在线资源将帮助您了解和探索 TCP/IP。 那么,这里有什么不同呢?

在这里,我专注于提供所有必要的部分,以便开始深入研究(如果您打算稍后再做)。

TCP/IP 模型:历史是什么?

TCP/IP 模型是您在学习计算机网络时会阅读的内容,并且您必须作为计算机科学或 IT 专业的学生已经接触过它。

所以,我们不要在这里写另一本学术著作。 但是,请允许我快速总结一下 TCP/IP 的历史,适合所有人,即使您认为自己是非技术人员。

长话短说:

在 1970 年代,Vint Cerf 和 Bob Kahn 描述了旨在帮助改进计算机之间的网络互连的 TCP/IP 模型。

在此之前,我们有网络控制协议和 1822 协议。

在同一时期,其他工程师和组织也试图开发一种通信协议,以促进全球计算机的互连。

一种这样的模型是 OSI(开放系统互连)模型。 虽然它成功地帮助我们更好地理解网络的方法/过程,但它对于实际实施并不理想。

如果您对此感到好奇,我们有一个有用的 OSI 模型层资源。

总体而言,TCP/IP模型率先被采用作为标准通信协议,OSI模型作为网络理论知识的参考。

是的,如果不是 TCP/IP,您可能无法快速可靠地访问我们的网站或 Internet 上的其他服务。 听起来很可怕,对吧?

现在你知道了,让我给你一些技术细节。

传输控制协议(TCP)和互联网协议(IP)之间的区别

要理解 TCP/IP 模型,您必须区分这些术语。 两者都是独立的计算机网络协议。

Internet 协议 (IP) 是一组规则,用于控制如何将数据包发送到正确的目标。 连接的每台设备/计算机都有一个 IP 地址,在发送数据时,它可以帮助您将其发送到您想要的地方。

IP 地址就像手机上的手机号码。 您可以通过我们的 IP 地址指南了解更多信息。

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IP 无法组织数据包以确保它按原定发送的方式到达目的地。 因此,TCP 派上用场,它有助于保持数据包的正确顺序,并检查它们是否按预期到达目的地。

总的来说,TCP 负责可靠地发送/接收数据。

TCP/IP 模型的特点

TCP/IP 模型因其特性和使系统/网络能够快速采用它而在各种协议之间赢得了战斗。

它的一些最佳功能包括:

  • 您可以轻松连接到不同类型的计算机。
  • 它允许对数据包进行重新排序,以确保即使网络路由出现拥塞,正确的消息也能到达目的地。
  • TCP/IP 支持错误检查,这也使它成为一个可靠的模型。
  • 它支持灵活的架构实现,使其适用于各种规模的网络。
  • 通过客户端-服务器架构,它为您提供了充足的可扩展性。
  • 它支持各种协议,方便各种用例。
  • 它允许轻松跨平台通信。
  • 它可以独立操作。

TCP/IP:关于四层

与 OSI 模型不同,TCP/IP 有四层:

  • 网络访问
  • 互联网
  • 运输
  • 应用

注意:通过这些层的数据流可以是从上到下的,也可以是相反的(取决于是发送还是接收)。 你需要知道每一层的功能才能弄清楚会发生什么。

#1。 网络访问(第 1 层)

这个最低层处理计算机之间的物理连接和数据传输。 换句话说,数据是如何物理传输的。

一些示例包括用于数据传输的介质(光纤、无线等)、数据包结构以及 IP 地址到网络使用的物理地址的映射。

总的来说,它涉及构成网络技术基础设施的所有东西,包括设备驱动程序和电缆。

RFC 826(地址解析协议)是这一层涉及的协议之一,它将 IP 地址映射到以太网地址。

网络访问层对用户隐藏,是整个模型的支柱。

#2。 互联网(第 2 层)

互联网层处理数据流量以实现速度和准确的通信。

数据被捆绑成 IP 数据报,其中包括源地址和目标地址。 Internet 层可以转发、确定路径和处理逻辑寻址。

它必须处理地址是否在发送/接收端。

考虑到它包括源地址和目标地址。 因此,它必须确保数据包以正确的顺序正确到达目的地。

#3。 运输(第 3 层)

传输层的工作目标与亚马逊的交付代理类似。 防火墙也伴随着这一层。

它通常被称为主机到主机层,它旨在提供端到端的数据完整性,允许双向通信。

它通过将数据包分成段来确保数据包已到达目的地。 此外,它确保应用层通过确认接收整个消息。

向应用层发送消息时,它关注发送的数据量、顺序以及发送位置。 而且,当从应用层接收消息时,它有助于去分段和错误检查。

TCP 和 UDP 等协议在这一层有效。 让您经常拥有可靠的连接。

#4。 应用程序(第 4 层)

最高层是关于与用户(你)交互的应用程序。 我们使用应用程序或程序交换消息、浏览器、电子邮件客户端等数据。

此处包括用户界面和应用程序服务。 该层存在加密、解密、压缩和解压缩等过程。 它还有助于格式化传输层的消息,以便正确发送(并由接收应用程序接收/解释)。

DNS、HTTP、FTP 和 SMTP 等协议与该层一起工作,以确保您开始在网络中成功发送/接收数据。

TCP/IP 有什么作用?

TCP/IP 能够在计算机之间可靠地传输数据。

为了实现这一点,TCP/IP 在发送数据的同时将它们分成数据包并重新组织它们以在接收端有意义。

数据包的概念可以比作拼图的碎片,所有碎片的可用性将帮助您理解整个事物。

而消息被分解成数据包的原因是为了确保可靠性和准确性。 每个数据包都可以采用不同的路线以确保它们到达目的地。

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与此相反,如果将消息作为一个整体发送,它将完全丢失,需要在失败时重新发送。

四层模型有助于进一步解释这一点。

当数据从计算机发送时,它会以特定顺序通过所有四个层,然后将其切割成碎片/数据包并发送(第 1 层→第 4 层)

并且,在接收计算机上,数据以相反的顺序通过另一侧的相同四层进行重组(第 4 层→第 1 层)

其他常见的互联网协议

TCP/IP 包括使互联网体验成为可能的最基本协议。

一些标准的互联网协议包括 HTTP、HTTPS、FTP、POP3 和 SMTP,

  • HTTP(超文本传输​​协议)将用户连接到网络服务器(通过网络浏览器)以交互/检索信息。
  • HTTP Secure 为您提供与 Web 服务器的加密连接,确保与服务器的连接不会在两者之间受到损害/篡改。
  • FTP(文件传输协议)是不言自明的。 它允许您在服务器之间或从服务器传输文件到您的计算机。
  • POP3(邮局协议 3)使电子邮件客户端能够从服务器下载电子邮件,以后可以离线查看。
  • SMPT(简单邮件传输协议)类似于 POP,但允许您发送和接收电子邮件。

TCP/IP 是标准,但并不总是最好的

该模型的好处大于坏处。 但是,作为参考,您应该知道 TCP/IP 设置起来很复杂,不完全适合较小的网络,而且协议也不容易替换。

以可能的最佳方式描述层可能不合适。 OSI 模型仍然是首选,以帮助您了解一切是如何工作的。

尽管如此,它仍然设法跟上大多数关键位,使我们能够尽快发送/接收信息。