TCPIP协议论文.doc

网络中的牵手协议TCP/IP协议摘 要：本文阐述了TCP/IP协议的基本特性，分层模型与分层原理，并把TCP/IP结构模型与OSI模型进行比较。针对当前IPv4在网络迅猛发展的今天的不足，讨论了新一代IP协议IPv6的优点。关键词：TCP/IP协议；分层模型；OSI模型；IPv6；The hand in hand protocol in the Internet TCP/IP protocolAbstract: This paper is focused on the basic characters, the stratification model and the stratification theory of the TCP/IP protocol and compare the model of TCP/IP protocol to the model of OSI. Since IPv4 has its weakness in the high-developing network we also discuss the advantages of the new generation of the TCP/IP protocol -IPv6.Key words: TCP/IP protocol; The stratification model; The model of OSI; IPv61 前言在Internet中包含的网络是形形色色的，它们的硬件组成不同，运行的协议也不同，要将它们连接起来协调工作，就需要一个大家都公认的协议TCP/IP协议。TCP/IP协议是Internet最基本的协议，它是传输控制协议/因特网互联协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）的简称。TCP/IP是个协议簇，是由一系列支持网络通信的协议组成的集合。作为Internet的核心协议，TCP/IP协议不仅定义了网络通信的过程，更重要的是，它定义了数据单元所采用的格式和它所包含的信息。TCP/IP于20世纪70年代开始被研究和开发，经过不断地应用和发展，目前已被广泛应用各种网络中，它既可以用于组成局域网，也可以用于构造广域网环境。可以说，TCP/IP是一个最早的，也是迄今为止发展最为成熟的互联网络协议系统1。2 TCP/IP协议简介2.1 TCP/IP的基本特性作为一个成熟的协议，TCP/IP包含许多重要的基本特性，这些特性主要表现在以下五个方面：第一，逻辑编址。TCP/IP为每台计算机分配一个叫做IP地址的逻辑地址，通过这个IP地址，就可以很快地找到相应的计算机。第二，路由选择。TCP/IP中包含了专门用于定义路由器如何选择网络路径的IP数据包的路由选择协议。路由器是负责从IP数据包读取IP地址信息，并使该IP包通过正常的网络路径到达目的地的专用设备。第三，对应用程序的支持。第四，域名解析。TCP/IP专门设计了一种方便人们记忆的字母式地址结构，即为域名或DNS（域名服务）名字。第五，错误检测与流量控制2。2.2 TCP/IP的分层模型及各层的功能TCP/IP分层模型由网络接口层，网际层，传输层，应用层四个层次构成。这四个层次分别负责不同的任务，它们既相对独立，又彼此有着紧密的联系。下图是TCP/IP的分层结构模型。 应用层由使用网络的应用程序组成 传输层提供端到端的数据传输服务 网际层定义数据报和处理数据的路由选择 网络接口层由访问物理网络的例程组成图1 TCP/IP模型Fig 1 The stratification model of TCP/IP 第一，网络接口层。网络接口层又称数据链路层，如图，网络接口层处于网际层之下，负责接收IP数据报，并把数据报通过选定的网络发送出去。第二，网际层。网际层又称IP层，主要处理机器之间的通信问题。网际层包括IP, ICMP, ARP, RARP等协议。第三，传输层。传输层的基本任务是提供应用程序之间的通信服务。传输层既要系统地管理数据信息的流动，还要提供可靠的传输服务，以确保数据准确而有序地到达目的地。传输层包括TCP, UDP等协议。第四，应用层。如图所示，应用层处在分层模型的最高层。用户调用应用程序来访问TCP/IP互联网络，以享受网络上提供的各种服务。应用程序负责发送和接收数据。应用层包括FTP, Telnet, SMTP, NFS, SNMP, DNS等协议3。2.3 TCP/IP的分层原理TCP/IP的分层工作原理如图2所示：图2 TCP/IP不同层所传输的数据对象4Fig 2 The data which is translated among different stratifications of TCP/IP通过分层，在不同主机传输数据过程中，可以达到目标机的第n层所接收到的数据就是源主机的第n层所发出的数据。这样可有效避免不同层次传输数据过程中数据的混淆，使数据传输更有条理性，规范性。协议分层原则允许协议的设计者能在一段时间内把注意力集中在某一层上，而不用考虑其上下层的执行情况。3 TCP/IP模型与OSI模型的比较OSI模型是国际标准组织（ISO）为使网络协议系统的设计实现标准化而建立的，以促进协议标准的互相衔接，并使软件开发人员能公开访问协议标准5。TCP/IP模型与OSI模型虽然产生的背景和时代是不同的，它们的内容也不一样，但这两种模型的设计目的很相似，它们之间也具有一定的联系。以下是TCP/IP模型与OSI模型的比较。表1 TCP/IP模型与OSI模型的比较Table 1 The compare of the model of TCP/IP and the model of OSIOSI/ISO模型TCP/IP协议TCP/IP模型应用层文件传输协议FTP远程登陆协议电子邮件协议网络文件服务协议网络管理协议应用层表示层会话层传输层TCP UDP传输层网络层IPICMPARP RARP网际层数据链路层EthernetIEEE802.3FDDIToken-Ring/IEEE 802.5ARCnetPPP/SLIP网络接口层物理层硬件层4 TCP/IP协议面临的挑战及前景现在使用的IP协议是在20世纪70年代为Arpanet(阿帕网)设计的，被称为IPv4。虽然整个TCP/IP协议族的设计是灵活的，健全的，但在网络迅速发展的今天，IPv4就表现出了它的不足之处。首先，是IPv4的有效地址数目无法满足现今社会的IP地址需求量，IP地址空间的紧缺成为一个迫在眉睫的问题。另外，现今的IP也无法完全满足不同业务的特殊要求。基于这些问题，新一代的IP协议IPv6产生了，它扩展了地址空间，也增强了安全控制，改进了服务质量，从而解决了现今IPv4的不足。虽然如今IPv6只在小部分地区试行，但用不了多久，IPv6一定能在全球施行，更加方便人们的使用，促进Internet的发展。5 结束语TCP/IP协议是网络中一个重要的协议，是发展至今最成功的通信协议之一 ，它允许分布在各地运行完全不同操作系统的计算机互相通信，为网络通信提供了方便，也为人们提供了方便。虽然其中IP协议还有一些不足，但它的发展前景是十分开阔的。参考文献1 张水平.计算机网络理论M.北京:清华大学出版社，北京交通大学出版社，2005：143.2 张基温.计算机网络原理M.北京:高等教育出版社，2003：145-146.3 匿名.TCP/IP协议OL.百度百科./view/7729.htm.4 匿名. TCP/IP协议分层OL.百度图片. /i?ct=503316480&z=0&t