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TCPIP详解 卷1协议 一 概述

news 来源：原创 2025/8/22 23:15:08

相关概念

  • 协议族：一系列相关协议的集合称为一个协议族
  • 体系结构：指定一个协议族中的各种协议之间的相互关系并划分需要完成的任务的设计，称为协议族的体系结构。
  • 分组交换：数据被分割为固定或可变长度的分组 ，每个分组包含，包头（含源地址，目的地址，序列号，校验和等控制信息），有效载荷（实际传输的数据片段）。分组独立传输，可通过不同路径到达目的地。
  • 时隙：是时分复用模式（TDM）中的一个时间片
  • 信道：信道可以理解为信号从发送端到接收端所经过的路径。它可以是物理的（如电缆、光纤）或无线的（如无线电波）。在无线通信中，信道通常指无线信号的频段，即信号传输的特定频率范围。
  • 多路复用：一种通过共享单一通信信道同时传输多路独立信号的技术。
    • 主要类型：
    • 频分多路复用（FDM）：
    • 时分多路复用（TDM）：将信道按时间划分成多个时隙，每个时隙分配给不同的信号源使用。
      • 同步TDM（静态复用）
      • 统计TDM（动态复用）
    • 波分多路复用（WDM）：
    • 码分多路复用（CDM）：
  • 统计复用：一种动态分配信息资源的多路复用技术，核心思想是根据用户的实际需求实时分配带宽，而非固定分配。
  • 虚电路（VC）：一种在分组交换网络中模拟电路交换的技术。在数据传输前建立一条逻辑上的连接，不是物理上的专用线路，所有数据包沿此线路传输，每个虚电路分配唯一标识符（如VCI，虚电路号），用于网络节点快速转发数据。永久虚电路（PVC），交换虚电路（SVC）临时的，通信结束后释放。
  • 帧中继：一种面向连接的广域网技术，工作在数据链路层，属于分组交换网络，使用虚电路来传输数据帧。
  • 信令协议：用于控制和管理通信会话建立，维护及释放的规则集合，负责协调网络设备间的交互逻辑，确保数据传输的可靠性与效率，与承载实际数据的用户面协议分离
  • 消息边界：数据传输中用于标识单个消息（或数据单元）起始与结束位置的机制，其存在与否直接影响接收方能否正确识别完整消息

TCP/IP体系结构用于满足多种不同的分组交换计算机网络互连的需求。

Internet体系结构是网络框架的设计者，TCP/IP协议族是这个框架的具体实现。

分组，连接，数据报

20世纪60年代出现了分组交换思想，随后产生了多路复用技术，基于统计复用可更好的利用网络链路和交换设备。缺点可预测性有限。
替代性的技术时分复用（TDM）和静态复用，缺点无法充分利用网络带宽。
X.25协议它的传输方式叫做虚电路。20世纪90年代初开始被帧中继取代，被最终被数字用户线（DSL）技术和支持Internet连接的电缆调制解调器所取代。

所谓面向连接，是指通信双方在进行通信之前，要事先在双方之间建立起一个完整的可以彼此沟通的通道。这个通道也就是连接（逻辑电路），在通信过程中，整个连接的情况一直可以被实时地监控和管理。而无连接的通信，就不需要预先建立起一个联络两个通信节点的连接来，需要通信的时候，发送节点就可以往“网络”上送出信息，让信息自主地在网络上去传，一般在传输的过程中不再加以监控，让该信息的传递在网上尽力而为地往目的地节点传送。
在远程通信的技术中，X.25协议是面向连接的,它的传输方式叫做“虚电路”(virtual circuit);
在因特网技术里，IP协议就是无连接的，它的信息传输方式叫做数据报(datagram)，有关来源和最终目的地的所有识别信息都位于分组中，而不是交换机中。
TCP协议是面向连接的。
UDP是面向无连接的。

差错控制

线路交换或虚电路交换网络中，重新传送通常在网络内部进行。
帧中继和Internet协议采用一种称为尽力而为交付的服务。

在网络中，有些服务，如HTTP、FTP等，对数据的可靠性要求较高，在使用这些服务时，必须保证数据包能够完整无误的送达；而另外一些服务，如DNS、即时聊天工具等，并不需要这么高的可靠性，高效率和实时性才是它们所关心的。根据这两种服务不同的需求，也就诞生了面向连接的TCP协议，以及面向无连接的UDP协议（尽力而为）。

OSI七层模型

OSI七层模型TCP/IP四层模型对应网络协议
应用层应用层HTTP，TFTP，FTP，NFS，WAIS，SMTP
表示层Telnet，Rlogin，SNMP，Gopher
会话层SMTP，DNS
传输层传输层TUP，UDP
网络层网络层IP，ICMP，ARP，RARP，AKP，UUCP
数据链路层数据链路层FDDI，Ethernet，Arpanet，PDN，SLIP，PPP
物理层IEEE 802.1A ，IEEE 802.2到IEEE 802.11

TCP/IP四层模型

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