TCP/IP协议族体系结构--网络通信

计算机与网络设备要相互通信需要遵守同样的规则。例如，如何找到通信目标、该使用哪种语言通信、怎么结束通信等规则。不同的硬件、操作系统之间的通信都需要遵循同一种规则，这种规则也称为是协议。下面本文主要从以下三个点讨论与互联网有关的TCP/IP协议族。

• 什么是TCP/IP协议族
• TCP/IP协议四层模型以及分层的好处
• TCP/IP协议模型与ISO/OSI模型7层模型的关系

一、什么是TCP/IP协议族

TCP/IP族是互联网相关的各类协议集合的总称，如下图所示

二、TCP/IP协议四层模型

TCP/IP重要一点就是分层，每一层完成不同的功能，且通过若干协议来实现，上层协议使用下层协议提供的服务。通常分为以下四层

• 应用层
• 传输层
• 网络层
• 网络接口层

• 应用层：决定了向用户提供应用服务时通信的活动，像HTTP协议、文件传输用FTP协议、电子邮件发送用SMTP、域名的解析用DNS协议等。
• 传输层：提供了处于网络连接中两台计算机之间的数据传输(TCP传输控制协议和UDP用户数据报协议)。
• 网络层：处理网络上流动的数据包选路和转发。规定了数据包通过怎样的传输路径到达目标计算机并把数据包发送给对方。IP协议就是一个网络层协议(IP数据包)。
• 网络接口层：处理连接网络的硬件部分，如控制操作系统、网卡、光纤等，负责接收IP数据报并把这些数据报发送到指定网络上。

分层的好处：在于便于使设计变得更加灵活。例如互联网如果只由一个协议统筹，如果有某些地方需要修改则会影响到整体。而分层之后只需要替换调需要修改的层即可。通过规划好各层之间的接口部分对层与层之间进行解耦，之后每个层就能够自由进行设计和改动。

三、TCP/IP协议模型与ISO/OSI模型7层模型的关系

• ISO/OSI模型，即开放式通信系统互联参考模型，是国际标准化组织(ISO)提出的一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架，简称OSI。
• TCP/IP协议模型，包含了一系列构成互联网基础的网络协议，TCP/IP协议簇是一组不同层次上的多个协议的组合，通常被认为是一个四层协议(或五层)系统，与OSI的七层模型相对应。

关系：ISO/OSI模型是开放式通信系统互联参考模型(7层模型)，网络通信互联均参考该模型进行实现。而TCP/IP协议模型将TCP/IP协议族里的协议划分到四层模型的各个层中。根据以下图的TCP/IP模型与ISO/OSI模型对应关系，映射出了协议族中的各个协议在开放式通信系统互联参考模型中所发挥规则等作用的地方(层)。

总结

TCP/IP族是由多个与互联网有关的协议组成。TCP/IP的重点之一是划分为四层模型，每层完成不同功能且都对应若干协议，上层协议使用下层协议提供的服务。分层的好处是使设计修改变得更加简便。ISO/OSI模型是开放式通信系统互联参考模型，通过TCP/IP模型与其进行对应可以知道TCP/IP协议族中各个协议在通信系统互联参考模型中具体发挥规则等作用的位置。

（编辑：核心网）

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