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）是一套通信协议，允许计算机进行连接。

成千上万的在线资源将帮助您澄清和探索TCP/IP。那么，这里有什么不同之处呢？

在这里，我专注于提供所有必要的要点，以便您能够快速入门并深入研究（如果您打算以后深入研究）。

TCP/IP 模型：历史介绍

当您学习 computer networking 时，您将会看到 TCP/IP 模型，并且作为计算机科学或IT学生，您肯定已经了解过它。

所以，在这里我们不想再写一本学术书。但是，请允许我快速总结一下 TCP/IP 的历史，以适应每个人，即使您认为自己不是技术人员。

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联性的 TCP/IP 模型。

在那之前，我们有 Network Control Protocol 和 1822 Protocol。

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

其中一种模型就是 开放系统互联（OSI）模型。虽然它在帮助我们更好地理解网络方法/过程方面取得了成功，但对于实际实施来说并不理想。

总的来说，TCP/IP 模型取得了领先地位，并被采用为标准通信协议，而 OSI 模型则被用作理论网络知识的参考。

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

既然您已经了解了它，让我给您一些技术细节。

传输控制协议（TCP）和互联网协议（IP）之间的区别

要了解 TCP/IP 模型，您必须区分这些术语。两者是独立的计算机网络协议。

互联网协议（IP）是一组规则，用于管理数据包如何发送到正确的目标。 每个连接的设备/计算机都有一个IP地址，在发送数据时，它帮助您将数据发送到所需的位置。

IP地址就像您手机上的手机号码一样。您可以通过我们的 IP Address guide 了解更多信息。

IP 无法组织数据包以确保它按照预期到达目的地。因此，TCP 很方便，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 模型由于其特点以及使系统/网络能够快速采用它而在各种协议中获胜。

它的一些最佳特点包括：

• 您可以轻松地连接到不同类型的计算机。
• 它允许重新排序数据包，以确保正确的消息即使在网络路径拥塞的情况下也能到达目的地。
• 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，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，使各种使用情况变得更加方便。
• 它可以轻松进行跨平台通信。
• 它可以独立运行。

TCP/IP：四层模型的一切

与 OSI 模型不同，TCP/IP 有四层：

• 网络接入
• 互联网
• 传输
• 应用

注意：这些层次中的数据流可以是自上而下，也可以是自下而上（取决于它是被发送还是被接收）。您需要了解每个层次的功能才能弄清楚发生了什么。

#1. 网络接入（第1层）

这个最低级别的层处理计算机之间的物理连接和数据传输。换句话说，数据如何被物理传输。

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

总体而言，它涉及组成网络技术基础设施的所有事物，包括设备驱动程序和电缆。

RFC 826（地址解析协议）是此层中涉及的协议之一，它将IP地址映射到以太网地址。

网络接入层对用户是隐藏的，是整个模型的支柱。

#2. 互联网（第2层）

互联网层处理速度和准确通信的数据流量。

数据被捆绑成IP数据报，其中包括源地址和目标地址。互联网层可以转发，确定路径并处理逻辑寻址。

无论是在发送端还是接收端，它都必须处理地址。

考虑到它包括源地址和目标地址。因此，它必须确保数据包正确地到达其目标并按正确顺序到达。

#3. 传输（第3层）

传输层的工作目标类似于亚马逊的交付代理。此层还伴随有防火墙。

它通常被称为主机到主机层，旨在提供端到端的数据完整性，实现双向通信。

它通过将数据包分割成段来确保数据包已到达其目标。此外，它通过确认机制确保应用层接收到整个消息。

在将消息发送到应用层时，它着重于发送的数据量，发送的顺序以及发送的位置。当从应用层接收消息时，它帮助进行分段和错误检查。

在此层中，使用诸如TCP和UDP的协议。因此，您经常有可靠的连接。

#4. 应用（第4层）

最高级别的层涉及应用与用户（您）的交互。我们使用应用程序或程序来交换诸如消息、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。加密、解密、压缩和解压缩等过程存在于此层中。它还帮助格式化消息以便传输层可以正确发送（以及接收/解释接收应用程序）。

协议如DNS、HTTP、FTP和SMTP与此层一起工作，以确保您在网络中成功开始发送/接收数据。

TCP/IP的作用是什么？

TCP/IP可以可靠地在计算机之间传输数据。

为了实现这一点，TCP/IP将数据分成数据包并重新组织它们以在接收端形成意义。

数据包的概念可以类比为一个拼图的碎片，只有所有的碎片都齐全时，您才能理解整个拼图。

将消息拆分为数据包的原因是确保可靠性和准确性。每个数据包可以采用不同的路径以确保它们到达目的地。

相反，如果将消息作为整体发送，它将完全丢失，并且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，它按特定顺序经过四个层次，其中将其切割成片/数据包并发送（第1层→第4层）

而且，在接收计算机上，数据会通过相同的四个层次以相反的顺序重新组装（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的协议。

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Web服务器（通过Web浏览器）以进行交互/检索信息。
• HTTP安全为您提供与Web服务器的加密连接，确保连接到服务器之间不会被损坏/篡改。
• FTP（文件传输协议）是不言而喻的。 它允许您在服务器之间或从服务器到计算机之间传输文件。
• 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，稍后可以离线查看。
• SMPT（简单邮件传输协议）类似于POP，但可以让您发送和接收电子邮件。

TCP/IP是标准，但并不总是最好的选择

该模型的优点超过了缺点。但是，请注意，TCP/IP的设置复杂，不太适用于较小的网络，并且协议不容易替换。

用最好的方式描述这些层可能不太合适。仍然建议使用帮助您了解一切是如何工作的。

尽管如此，它仍然设法跟上大部分关键的部分，使我们能够尽快地发送/接收信息。