计算机网络概论第七章TCPIP协议
计算机TCPIP协议
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的简写，中文译名为传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet 最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，简单地说，就是由网络层的IP 协议和传输层的TCP协议组成的。
TCP/IP 定义了电子设备（比如计算机）如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。
TCP/IP是一个四层的分层体系结构。
高层为传输控制协议，它负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。
低层是网际协议，它处理每个包的地址部分，使这些包正确的到达目的地。
协议结构TCP/IP（传输控制协议/网际协议）是互联网中的基本通信语言或协议。
在私网中，它也被用作通信协议。
当你直接网络连接时，你的计算机应提供一个TCP/IP程序的副本，此时接收你所发送的信息的计算机也应有一个TCP/IP程序的副本。
TCP/IP是一个四层的分层体系结构。
高层为传输控制协议(TCP,Transmission Control Protocol)，它负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。
这些包通过网络传送到接收端的TCP层，接收端的TCP层把包还原为原始文件。
低层是网际协议(IP,Internet Protocol)，它处理每个包的地址部分，使这些包正确的到达目的地。
网络上的网关计算机根据信息的地址来进行路由选择。
即使来自同一文件的分包路由也有可能不同，但最后会在目的地汇合。
TCP/IP使用客户端/服务器模式进行通信。
TCP/IP通信是点对点的，意思是通信是网络中的一台主机与另一台主机之间的。
TCP/IP与上层应用程序之间可以说是“没有国籍的”，因为每个客户请求都被看做是与上一个请求无关的。
正是它们之间的“无国籍的”释放了网络路径，才是每个人都可以连续不断的使用网络。
许多用户熟悉使用TCP/IP协议的高层应用协议。
包括万维网（www，world wide web）的超文本传输协议（HTTP），文件传输协议（FTP），远程网络访问协议(Telnet)和简单邮件传输协议（SMTP）。
计算机网络中的TCPIP协议
计算机网络中的TCPIP协议计算机网络中的TCPIP协议是一种基于互联网通信的协议套件。
它由两个独立的协议组成，分别是传输层协议TCP（Transmission Control Protocol）和网络层协议IP（Internet Protocol）。
这两个协议相互配合，共同实现数据在网络中的传输和路由功能。
一、TCP/IP协议的起源和发展TCP/IP协议套件起源于20世纪70年代的美国，当时主要用于军事和科研领域的计算机网络。
随着互联网的迅猛发展，TCP/IP协议逐渐成为网络通信的标准，广泛应用于全球范围内的计算机网络中。
二、TCP/IP协议的基本原理TCP/IP协议是一种面向连接的协议，主要用于保证数据在传输过程中的可靠性和完整性。
它通过数据分段和流量控制等机制，确保数据能够有效地从发送方传输到接收方。
同时，TCP/IP协议也支持多种应用层协议，如HTTP、FTP、SMTP等，使得不同类型的数据能够在网络中得到传输和处理。
三、TCP/IP协议的分层结构TCPIP协议按照不同的功能划分为四个层次，分别是物理层、数据链路层、网络层和传输层。
物理层主要负责将数据转化为适合传输的信号，数据链路层实现数据的分组和传输，网络层负责数据的路由和转发，传输层则负责数据的可靠传输和错误控制。
四、TCP/IP协议的工作原理TCP/IP协议的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：首先，应用层将数据传输给传输层，传输层通过将数据分段，并为每个数据段加上序号和检验码等信息，以确保数据的完整性和正确性；接着，网络层将传输层的数据段封装成IP包，并通过路由选择算法确定数据包的传输路径；最后，数据链路层将IP包封装成帧，并利用物理层的传输介质将数据发送给接收方。
五、TCP/IP协议的优势和应用TCP/IP协议具有以下几个优势：首先，它是一种开放标准，可以用于不同类型的计算机和操作系统；其次，TCP/IP协议具有较强的可靠性和可扩展性，能够应对复杂的网络环境；此外，TCP/IP协议还支持多种应用层协议，使得不同种类的数据都能够在网络中传输和处理。
tcp ip协议原理
tcp ip协议原理
TCP/IP协议原理是互联网传输控制协议（TCP）和互联网协议（IP）的组合，是用于在互联网上进行数据传输和通信的基本协议。
TCP协议是一种可靠的、面向连接的协议，它负责将数据分割成称为数据包的小块，并确保它们被正确地发送和接收。
TCP使用三次握手的过程来建立连接，即发送方发送一个请求连接的数据包，接收方返回确认连接的数据包，最后发送方再次确认连接。
一旦连接建立，数据可以在两个实体之间进行双向通信。
IP协议是一种无连接的协议，它负责将数据包从源主机传递到目标主机。
IP协议使用IP地址来唯一标识每个主机和路由器，通过将数据包分组并添加路由信息，使其在互联网上的正确路径上传输。
每个数据包都包含一个源IP地址和一个目标IP地址，以便在网络上进行正确的路由。
TCP/IP协议的工作流程如下：
1. 数据被封装为多个数据包，每个数据包都包含了源IP地址和目标IP地址。
2. 数据包经过本地的网络接口，传递到本地的网络设备。
3. 数据包通过本地网络设备进入互联网，经过交换机、路由器等设备进行传输。
4. 数据包通过多个网络设备的路由选择机制，最终到达目标主机。
5. 数据包经过目标主机的网络接口，传递到目标主机的网络设
备。
6. 数据包根据目标IP地址被交付给接收方的应用程序。
在整个过程中，TCP协议负责保证数据包的可靠传输，通过确认和重传机制来确保数据的完整性和可靠性。
IP协议负责将数据包从源主机传送到目标主机，并进行路由选择。
通过TCP/IP协议，互联网上的不同主机可以进行可靠的数据通信，实现了全球范围内的信息交流和共享。
计算机网络：TCPIP协议栈概述
计算机⽹络：TCPIP协议栈概述⽬录参考模型在⽹络刚刚被搞出来的年代，通常只有同⼀个⼚家⽣产的设备才能彼此通信，不同的⼚家的设备不能兼容。
这是因为没有统⼀的标准去要求不同的⼚家按照相同的⽅式进⾏通信，所以不同的⼚家都闭门造车。
为了解决这个问题，后来就产⽣出参考模型的概念。
参考模型是描述如何完成通信的概念模型，它指出了完成⾼效通信所需要的全部步骤，并将这些步骤划分为称之为“层”的逻辑组。
分层最⼤的优点是为上层隐藏下层的细节，即对于开发者来说，如果他们要开发或实现某⼀层的协议，则他们只需要考虑这⼀层的功能即可。
其它层都⽆需考虑，因为其它层的功能有其它层的协议来完成，上层只需要调⽤下层的接⼝即可。
参考模型的优点如下：1. 将⽹络通信过程划分为更⼩、更简单的组件，使得组件的开发、设计和排错更为⽅便；2. 通过标准化⽹络组件，让不同的⼚商能够协作开发；3. 定义了模型每层执⾏的功能，从⽽⿎励了⾏业标准化；4. 让不同类型的⽹络硬件和软件能够彼此通信；5. 避免让对⼀层的修改影响其它层，从⽽避免妨碍开发⼯作。
协议计算机⽹络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则，这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题，⽹络协议 (network protocol)是为进⾏⽹络中的数据交换⽽建⽴的规则、标准或约定。
⽹络协议有 3 个要素：1. 语法：数据与控制信息的结构或格式；2. 语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应；3. 同步：事件实现顺序的详细说明。
OSI 模型OSI 模型旨在以协议的形式帮助⼚商⽣产兼容的⽹络设备和软件，让不同⼚商的⽹络能够协同⼯作。
同时对于⽤户⽽⾔，OSI 能帮助不同的主机之间传输数据。
OSI 并⾮是具体的模型，⽽是⼀组指导原则，开发者以此为依据开发⽹络应⽤。
同时它也提供了框架，指导如何制定和实施⽹络标准、制造设备，以及制定⽹络互联的⽅案。
OSI 模型包含 7 层，上三层指定了终端中应⽤程序如何彼此通信，以及如何与⽤户交互，下四层指定了如何进⾏端到端数据传输。
计算机网络原理 TCP IP协议簇及协议之间的关系
计算机网络原理 TCP IP协议簇及协议之间的关系计算机网络原理 TCP IP协议簇及协议之间的关系TCP/IP协议是世界上实行最广泛的协议，它几乎可以运行在所有的计算机。
在Internet中，一般都使用TCP/IP协议将许多网络连接起来。
TCP和IP大致分别对应于OSI模型的第4层和第3层。
TCP/IP协议对是一整套TCP/IP协议族的一部分，如图7-6所示。
TCP为更高层应用提供面向连接的服务，它依赖于IP通过网络发送分组来建立这些连接。
然后这些应用为用户提供具体的服务。
例如，SMTP（Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议）定义了通过因特网投递邮件报文的协议。
TELNET协议允许用户通过因特网登录到远程计算机中。
FTP（File Transfer Protocol）让因特网用户从远程计算机中传输文件。
应用层传输层TelnetFTPSMTPTCPIP网络层链路层EthernetARPRARPToken Ring其它协议HTTPDNSSNMPUDPTFTP图7-6 TCP/IP协议簇及协议之间的关系TCP是一个面向连接的运输协议。
它提供不同网络体系结构上的可靠通信。
它的前身是早期ARPANET中的NCP（Network Control Protocol，网络控制协议），被设计成运行在可靠的网络中。
ARPANET是十分可靠的，但是当演变成因特网后，它的可靠性就丢失了。
因此，传输协议也被迫发展。
NCP被重新设计成能够在不可靠的网络上运行，成为TCP。
UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）在不同网络中提供了无连接通信模式。
UDP和TCP向传输用户提供了两种典型的通信模式。
下面我们来介绍一下TCP和UDP。
网际协议IP是一个第3层协议，它在两个站点间提供分组投递服务。
它通常与TCP一起使用，但也不绝对。
图7-7显示了它是如何与TCP一起工作的。
TCPIP协议是什么
TCP/IP协议是什么不少网友可能在设置自己的网络时，发现了一个TCP/IP协议，那么这个协议有什么作用呢？店铺在这里给大家一一罗列出来，希望能帮到大家。
什么是TCP.IP协议?概括的说TCP/IP协议是(传输控制协议/网间协议)TCP/IP 协议集确立了 Internet 的技术基础。
全称Transmission Control Protocol/Internet Protocol。
中译名为传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本的协议、Internet 国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。
TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。
协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。
通俗而言：TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。
而IP是给因特网的每一台电脑规定一个地址。
诊断TCP IP协议网络故障时可能会使人灰心丧气,不过也充满了乐趣｡传统的TCP IP协议网络故障我们已经大致了解，但其另一种方法—结构化的方法很多人都不太清楚。
下面，我们就来看看其故障诊断的方法。
通常，TCP IP协议网络故障的结构化诊断的方法由三个关键部分组成:一、诊断故障措施(1)验证有关客户端和服务器端的路由选择的连通性要使用ping,pathping,tracert,或其它类似的工具,便于在网络层上验证端到端的TCP IP的连接性;采用数据包嗅探以监视传输层会话;使用nslookup,telnet和其它的工具来诊断包括域名解析问题､身份验证等应用层问题｡(2)验证有关客户端､服务器和网络架构硬件的物理媒体检查电缆,确保网络适配器正确安装,并进一步查找､验证可以显示媒体断开状态的网络连接｡(3)验证有关客户端､服务器､网络架构硬件的TCP IP协议配置在客户端上这意味着检查IP地址､子网掩码､默认网关､DNS设置等等｡对于网络架构硬件而言,也就是指路由器上的路由表和Internet 网关｡TCP/IP协议二、几个方面的因素标志性信息:客户端机器上的出错消息,登录对话框等等｡期间:连续的､间断的,还是偶尔的,何时开始等｡出现问题的连接类型:物理层､网络层､传输层还是应用层?身份验证还是访问控制等等｡其间的网络:线缆(如果不是无线的话)､集线器､交换机､路由器､防火墙､代理服务器,以及客户端和服务器之间的其它网络架构｡范围:一个或多个有关的客户端/服务器端｡客户端:即出现问题的客户端服务器端:客户无法访问的服务器､打印机或其它的网络资源(如互联网)等｡环境:可能会影响你的网络的外部情况,如电源的波动､建筑物的维护等等｡三、理解和方法(1)理解协议如何工作成功的TCP IP协议网络故障诊断是建立在理解TCP IP如何工作和有关测试工具的基础之上的｡数据包如何由路由表转发,netdiag.exe等工具能够告诉你什么是非常关键的｡如果你从来没有努力理解网络监视器的跟踪模式,那么你在诊断某些问题时就会遇到困难｡(2)问一些恰当的问题对故障诊断很关键要学会何时按部就班,何时以跳跃性思维直奔主题是故障诊断艺术的本质所在,这还括充分使用你的左右脑,即要有充分的想象和缜密的思维｡(3)踏踏实实地测试,并隔离问题需要故障诊断的工具箱，而且没有什么比丰富的经验更能帮助你解决复杂问题了｡上文主要介绍了另一种对于TCP IP协议详解以及网络故障诊断的方法。
TCPIP协议
TCPIP协议协议名称：TCP/IP协议一、引言TCP/IP协议是计算机网络中最重要的协议之一，它是一种用于互联网的通信协议套件。
本协议旨在规范数据在网络中的传输和通信过程，确保数据的可靠性、正确性和高效性。
本协议的目标是提供一种通用的、无状态的网络通信机制，使得不同的计算机和网络设备能够互相通信和交换数据。
二、协议概述TCP/IP协议是由两个不同的协议组成的：传输控制协议（TCP）和网际协议（IP）。
TCP负责数据的分段、传输和重组，而IP则负责数据的路由和寻址。
TCP/IP协议具有以下特点：1. 灵活性：TCP/IP协议可以适应不同的网络环境和需求，支持多种网络设备和操作系统。
2. 可靠性：TCP协议使用可靠的连接来传输数据，确保数据的完整性和正确性。
3. 高效性：TCP/IP协议使用流量控制和拥塞控制机制，以提高网络的传输效率和吞吐量。
4. 可扩展性：TCP/IP协议支持分层和模块化设计，可以方便地进行功能扩展和升级。
三、协议结构TCP/IP协议由四个层次构成，分别是网络接口层、网络层、传输层和应用层。
1. 网络接口层：负责将数据从计算机转换成适合传输的格式，并通过物理介质传输。
常用的网络接口层协议有以太网协议、无线局域网协议等。
2. 网络层：负责数据的路由和寻址，将数据从源主机传输到目标主机。
常用的网络层协议有IP协议、ICMP协议等。
3. 传输层：负责数据的分段、传输和重组，提供端到端的可靠传输。
常用的传输层协议有TCP协议、UDP协议等。
4. 应用层：提供网络应用程序与网络通信的接口，负责数据的封装和解封装。
常用的应用层协议有HTTP协议、FTP协议等。
四、协议流程TCP/IP协议的通信过程包括建立连接、数据传输和断开连接三个阶段。
1. 建立连接：在数据传输前，源主机和目标主机需要通过三次握手建立连接。
首先，源主机向目标主机发送一个SYN包，表示请求建立连接。
目标主机接收到SYN包后，回复一个SYN+ACK包，表示同意建立连接。
TCPIP协议的作用和原理
TCPIP协议的作用和原理TCP/IP协议的作用和原理TCP/IP协议是互联网中最重要的协议之一，它定义了网络设备之间的通信规则和数据传输方式。
本文将详细介绍TCP/IP协议的作用和原理。
一、TCP/IP协议的作用TCP/IP协议是一个网络通信协议簇，它包含了TCP（传输控制协议）和IP（网际协议）两个主要协议，其作用主要有以下几个方面：1. 数据传输：TCP/IP协议定义了数据如何在计算机网络中进行传输。
通过TCP协议，数据可以在不同计算机之间可靠地传输，而IP协议则负责将数据包发送到目标计算机。
2. 网络寻址：TCP/IP协议使用IP地址来标识网络上的不同设备，每个设备都有唯一的IP地址。
IP地址可以分为IPv4和IPv6两种格式，其中IPv4地址由32位二进制数组成，IPv6地址由128位二进制数组成。
3. 数据分包和重组：TCP/IP协议可以将传输的数据分割成多个较小的数据包进行传输，并在目标设备上重新组装成完整的数据。
这样可以提高数据传输效率，并且在网络拥塞时可以更好地处理数据。
4. 数据确认和重传：TCP协议通过使用确认机制来确保数据的可靠传输。
发送方在发送数据包后，会等待接收方发送的确认消息，如果一定时间内没有收到确认消息，发送方会重新发送数据包。
5. 错误检测和纠正：TCP/IP协议采用校验和机制来检测数据在传输过程中的错误，并通过重新发送数据包来纠正错误。
这样可以保证数据的完整性和正确性。
二、TCP/IP协议的原理TCP/IP协议的核心原理是分层。
它将网络通信分为多个层次，每个层次都有不同的功能和责任，各层之间通过接口进行交互。
按照TCP/IP参考模型，整个协议簇被分为四个层次，分别是物理层、数据链路层、网络层和传输层。
1. 物理层：物理层主要负责将比特流传输到物理媒介上，如电缆、光纤等。
它定义了传输介质的特性和接口标准，以及传输速率和编码方式等。
2. 数据链路层：数据链路层通过物理地址（MAC地址）来标识网络设备，负责将数据帧从一个节点传输到相邻节点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
➢
IP地址的格式为：IP地址=网络地址+主机地址。
二、特殊的IP地址
1、直接广播地址和有限广播地址 2、多播地址 3、网络地址 4、回环地址 5、本地链路地址 6、公有地址和私有地址
三、IP地址的规划
为了便于网络的管理，提高网络安全性能，降低网络流量，我们可以把一个 大网络分成更小的网络，称为子网。IP协议支持用户根据自己网络的实际需要，创 建子网络。这样，不仅可以把位于不同物理位置的主机组合在一起，还可以分离关 键设备或者优化数据传送。子网编址技术是将IP地址中主机地址部分进一步划分为 “子网”部分和“主机”部分。这样，IP地址格式为：IP地址＝网络地址＋子网地 址＋主机地址。
NAT技术可以实现一个私有网络可以通过注册一个合法公有IP地址，通过这 个公有IP连接到Internet上，位于内部网络和外部网络之间的NAT路由器在发送数 据包之前，负责把内部私有IP地址翻译成外部合法IP地址。
四、可变长子网掩码（VLSM）
子网掩码（Subnet Mask）技术可以实现将一个大的网络划分成若于子网， 且各子网大小相同，也就是各子网所能容纳的主机数相同。而VLSM（Variable Length Subnet Mask, 可变长子网掩码）技术可以实现将一个大的网络分成多个不 同大小的子网，也就是说各子网所能容纳的主机可以不同。VLSM技术对IP地址的高 效分配及减少路由表大小都非常重要，但必须路由协议支持VLSM技术才能发挥作用。 能够支持VLSM技术的路由协议主要有RIP2，OSPF，EIGRP和BGP。
六、网络地址翻译（NAT）
CIDR技术的应用使现有的IP地址得到了更有效的使用，而NAT（Network Address Translation，网络地址翻译）技术可以将网络内部的私有地址翻译成 Internet上使用的合法公有IP地址，这样便可以解决内部网络大量主机访问 Internet的需求问题，可以有效地减少对公有IP地址的注册需求。
第七章 TCP/IP协议
➢7.1 OSI参考模型与TCP/IP协议参考模型 ➢7.2 IP地址 ➢7.3 IPv6 ➢7.4 互联网层协议 ➢7.5 传输层协议 ➢7.6 应用层协议 ➢7.7 Socket网络编程
7.1 OSI参考模型与TCP/IP协议参考模型
由于各种不同网络技术的发展和应用，出现了众多不同类型的局域网和广域网， 为了实现网络之间的互操作性，就需要预先制定一套通信双方相互了解和共同遵 守的格式和约定，以实现网络的相互通信，我们称之为网络协议。
五、无类别域间路由（CLDR）
IP地址的耗尽促成了CIDR（Classless Inter-Domain Routing, 无类别域间 路由）技术的开发，该技术引入“网络前缀”的概念来代替网络“类”的概念。由 于A类地址已经分配完毕，B类地址也趋于枯竭, 只有剩下的C类地址可以被分配， 然而C类地址的大量使用会造成路由表的爆炸性增长。CIDR技术可以把多个C类地址 合并起来，作为B类地址进行分配，采用这种分配方案，可以将路由表中的多个路 由表合并起来，以减少路由表的路由信息，也就是说CIDR技术可以实现路由聚合， 这样便可以达到限制Internet主干路由器中必要路由信息的增长。但传统的路由协 议都采用了“类”的，目前只有如RIPv2、OSPF、IS-IS、BGP这些较新的路由协议， 采用无类路由技术，才能支持CIDR技术。
一、IP地址的分类
目前，Internet普遍采用的IP协议是IPv4 ，IPv4地址类别的划分主 要是针对网络规模的大小，依据IP地址最左边4个二进制位的值决定具体的 网络类型，其IP地址分为五类，即A类、B类、C类、D类、E类。
➢
一个IP地址主要由两部分组成：一部分是用于标识该地址所从属
的网络号；另一部分用于指明该网络上某个特定主机的主机号。
1979年，国际标准化组织（ISO）提出了开放系统互联的体系结构(Open Systems Interconnection，OSI)，即OSI参考模型。OSI参考模型是计算机网络的 基本体系结构基础，OSI参考模型只给出了一些原则性的说明，并不是一个具体的 网络协议。
Internet之所以能够获得成功，其关键在于Internet使用了TCP/IP协议作为网 络的标准连接协议。TCP/IP协议不是单一的协议，而是一个包含着成千上万个协 议的分层的协议族，我们把这个协议族的分层模型称之为TCP/IP参考模型。在 TCP/IP协议族中，TCP协议和IP协议是网络中使用的最基本的通信协议，是保证 数据完整传输的两个基本的重要协议。
➢OSI参考模型共分为七层，分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、表 示层、会话层和应用层，它们之间相互关联又相互独立。 ➢ TCP/IP协议参考模型共有四层：网络接口层、互联网层、传输层、应用层。
图7.1 TCP/IP协议和OSI参考模型之间的对应关系图
7.2 IP地址
Internet网络地址简称IP地址，是整个IP协议的核心，也是网络实现互连 互通及网络路由选择的基础。IP地址是网络数据传输的依据，连接在网络中的 所有设备和计算机都必须有一个唯一的IP地址，这样才能够实现相互通信。
子网编址技术中不可缺少的就是子网掩码（Subnet Mask），子网掩码与IP 地址一样，其长度也是32位（4个字节），可以用二进制形式，也可以使用十进制 的形式。例如：255.255.252.0就是一个有效的十进制子网掩码，其对应的二进制 形式的子网掩码为11111111.11111111.11111100.00000000。子网掩码中用1代表网 络部分，0代表主机部分。通常A类地址的默认子网掩码为255.0.0.0，B类地址的默 认子网掩码为255.255.0.0，C类地址的默认子网掩码为255.255.255.0。利用子网 掩码可以确定IP地址的网络号和主机号，并可以判定网络中的主机是否属于同一子 网。若将IP地址与子网掩码进行按位与，便可以得出网络号；若将IP地址与子网掩 码的反码（即将子网掩码按位取反所得的二进制数）进行按位与，便可以得出主机 号。