TCP/IP协议族体系结构

转自   https://www.cnblogs.com/97-5-1/p/7921407.html

 

    TCP/IP协议族不是一个协议，而是一个四层协议系统，自下而上分别是数据链路层、网络层、传输层和应用层。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（上层和下层的关联性）。

 

 

1、数据链路层

      负责帧数据的传递。（经过数据链路层封装的数据称为帧）

      数据链路层两个常用的协议时ARP（地址解析协议）和RARP（逆地址解析协议）。它们实现了IP地址和机器物理地址MAC之间的相互转换。

       网络层使用IP地址寻址一台机器，而数据链路层使用物理地址MAC寻址一台机器，因此网络层必须先将目标机器的IP地址转换为其物理地址MAC，才能使用数据链路层提供的服务，这就是ARP协议的用途，即，将IP转换为对应的MAC，来完成链路层的寻址需求。

       RARP协议仅用于网络上的某些无盘工作站（没有硬盘）。因缺乏存储设备，无盘工作站无法记住自己的IP地址，但他们可以利用网卡上的物理地址来向网络管理者（服务器或网络管理软件）查询自身的IP地址。运行RARP服务的网络管理者通常存有该网络上所有机器的物理地址到IP地址的映射。

2、网络层

      负责数据怎样传递过去。

      网络层实现数据包的选路和转发。WAN（广域网）通常使用众多分级的路由器来连接分散的主机或LAN（局域网），因此，

通讯的两台主机一般不是直接相连的，而是通过多个中间节点（路由器）连接的。网络层的任务就是选择这些中间节点，

来确定两台主机之间的通讯路径。同时，网络层对上层协议隐藏了网络拓扑连接的细节，使得在传输层和网络应用程序看来，

通讯的双方是直接相连的。

3、传输层

  负责传输数据的控制（准确性、安全性）

  传输层为两台主机上的应用程序提供端到端（end to end）的通信。与网络层使用的逐跳通信方式不同，传输层只关心通信的

起始端和目的端，而不在乎数据包的中转过程。

     垂直的实线箭头表示TCP/IP协议族各层之间的实体通信，而水平的虚线箭头表示逻辑通信线路。传输层为应用程序封装了一条

端到端的逻辑通信链路，它负责数据的收发、链路的超时重传等。

      传输层协议主要有三个：TCP 协议、UDP协议、SCTP协议。

4、应用层

      负责数据的展示和获取。

      数据链路层、网络层、传输层负责处理网络通信细节，这部分必须既稳定又高效，因此它们都在内核空间中实现。而应用层则在用户空间中实现，因为它负责处理众多逻辑，比如文件传输、名称查询和网络管理等。如果应用层也在内核中实现，则会让内核变的十分庞大。当然，也有少数服务器程序是在内核中实现的，这样代码就无须在用户空间和内核空间来回切换（主要是数据的复制），极大地提高了工作效率。不过这种代码实现起来较复杂，不够灵活且不便于移植。