计算机网络基础之TCP/IP协议

温故：

又一次回到了咱们的回顾 知识环节，前面的两篇文章中，我主要讲了两点，分别是冲突域、广播域和计算机局域网的组成。那么我要问的是：1、局域网的概念是什么？2、局域网的特点有哪些？3、局域网的组成元素有哪些？4、你能真正的判断冲突域和广播域了吗？

解答：1、局域网是在有限的地理范围内将各种数据通信设备互相连接起来组成的通信网络，通过功能完善的网络软件，实现计算机之间的通信和资源共享；2、局域网的数据通信被限制在几米到几千米的范围内，就像我上面说的一座学校、一个政府部门等等，当然了我个人任职的机场也是有自己的局域网，局域网一般会使用中等或较高传输速率的物理信道，并且具有较低的误码率，局域网是专用的，也可以理解为是私用的，就像我之前的说的学校、机场等，如果不获得许可，你是无法使用滴，局域网通常采用短距离基带传输；3、局域网是由软件和硬件两部分组成的。软件具体值得是网络操作系统、网络软件和网络协议等；至于硬件就更简单了，也就是计算机和各种网络设备了

                                                        看图说话

关于第四个小问题，我这里准备出两道题让大家来判断，请看第一题：

答案： ABCD的冲突域分别为1、2、4、3；ABCD的广播域分别为1、1、1、3.

请看第二题：

如果一台交换机连接了 3台计算机，且没有配置VLAN,请问该交换机创建了多少个冲突域和广 播域？

A.3个广播域和1个冲突域 B. 3个广播域和3个冲突域

C.1个广播域和3个冲突域 D. 1个广播域和1个冲突域

答案：C （交换机分割冲突域，路由器分割广播域）

希望通过上面的“温故”模块大家能够对前面所讲的知识点有一个更深的掌握和理解。

文中提到的上一篇文章的链接如下：

计算机局域网的组成机构

网络基础之冲突域和广播域

 

知新：

大家应该可以看出来，今天的内容不是关于局域网和广播网的，主要向讲讲TCP/IP协议模型。所以这又是一篇穿插的的知识点，前面在《计算机网络基础之OSI网络分层大总结》我简单的比较了OSI模型和TCP/IP的一些区别，不知道各位朋友是否还记得？如果不记得的话大家可以去看看那篇文档，由于今天的时间比较紧迫，所以话不多说，咱们言归正传。

师出有名（概念）

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇， 只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。

TCP/IP协议是Internet最基本的协议,其中应用层的主要协议有Telnet、FTP、SMTP等，是用来接收来自传输层的数据或者按不同应用要求与方式将数据传输至传输层；传输层的主要协议有UDP、TCP，是使用者使用平台和计算机信息网内部数据结合的通道，可以实现数据传输与数据共享；网络层的主要协议有ICMP、IP、IGMP，主要负责网络中数据包的传送等；而网络访问层，也叫网路接口层或数据链路层，主要协议有ARP、RARP，主要功能是提供链路管理错误检测、对不同通信媒介有关信息细节问题进行有效处理等。

 

这里有一点一定要注意到：TCP/IP是4层模型而OSI是七层模型。还有就是OSI模型和TCP/IP的区别这里也要大家基本了解一些：

1、后者相比于前者简化了高层，形成了统一的应用层；

2、前者抽象能力强，适合描述各种网络，但是它是先有了参考模型，再有了协议，简单说就是先有了理论才有了实践，所以概括性好但是实用性不强；后者是先定义了各种协议，然后制定模型，相当于先实践了然后有了理论，所以后者更实用，但是后者不适用与其他的非TCP/IP网络；

3、前者详细的区分了网络分层中的功能、服务和接口，后者没有。

相辅相成（组成）

我刚刚在上面讲了TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇， 只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。所以接下来我挑几个我的工作中接触到的协议，给大家了解一下：

1.Telnet

Telnet是这些协议中的变色龙，专司终端模拟。它让远程客户端机器（Telnet客户端）的用户能 够访问另一台机器（Telnet服务器）的资源。为此，Telnet在Telnet服务器上耍花招，让客户端机器看 起来像是与本地网络直接相连的终端。这实际上是使用软件营造的假象——可与选定的远程主机交互 的虚拟终端。这些模拟终端使用文本模式，可执行指定的操作，如显示菜单，让用户能够选择选项以及访问服 务器的应用程序。要建立Telnet会话，用户首先运行Telnet客户端软件，然后登录Telnet服务器。

2. FTP

FTP（ File Transfer Protocol,文件传输协议）让你能够传输文件，这可在任何两台使用它的机器之 间进行。然而，FTP不仅仅是协议，还是程序。作为协议，FTP供应用程序使用；作为程序，FTP供 用户手工执行与文件相关的任务。FTP让你能够访问目录和文件以及执行某些类型的目录操作，如将 其移到其他目录中。

通过FTP访问主机只是第一步，随后用户必须通过身份验证登录，因为系统管理员可能使用密码 和用户名来限制访问。要避开这种身份验证，可使用用户名cmcmygs,但这样获得的访问权将受到 限制。即使被用户用作程序，FTP的功能也仅限于列出和操作目录、输入文件内容以及在主机之间复制 文件，而不能远程执行程序。

                                           举个栗子

什么情况下应使用FTP?

旧金山办事处的同事要求你立刻将一个50GB的文件发送给他，你该如何办呢？大多数电子 邮件服务器都会拒绝这样的邮件，因为它们对邮件大小有限制。即使对邮件大小没有限制，将这 样大的文件发送到旧金山也需要一段时间。此时，FTP可提供帮助。

如果你需要将大型文件给他人或需要从他人那里获取大型文件，FTP是不错的选择。如果你 安装了 DSL或有线电视调制解调器，对于较小的文件（小于5MB）,只需通过电子邮件发送。然 而，大多数ISP都不允许电子邮件附件超过5 MB或10MB,因此需要收发大型文件时（这年头谁 不需要呢），FTP是你应该考虑的一种选择。要使用FTP,你需要在因特网上搭建服务器，以便能 够共享文件。另外，FTP的速度比电子邮件快，这是使用FTP收发大型文件的另一个原因。还有，它使用 TCP,是面向连接的，所以如果会话中断，FTP可从中断的地方续传。电子邮件客户端不支持续传！

3.TFTP

TFTP （Trivial File Transfer Protocol,简单文件传输协议）是FTP的简化版，但如果你知道自己要 什么以及到哪里去寻找，也可使用它。另外，它使用起来非常简单，速度也很快。然而，它提供的功 能没有FTP丰富。TFTP没有提供目录浏览功能，除发送和接收文件外什么也不能做。这个紧凑的小 协议的开销很小，它发送的数据块比FTP发送的小得多，也不像FTP那样需要进行身份验证，因此更 不安全。鉴于这种固有的安全风险，支持它的网站很少。

4.NFS

NFS （NetworkFileSystem,网络文件系统）是一种致力于文件共享的协议，让两种不同的文件系 统能够互操作。其工作原理大致如下：假设NFS服务器端软件运行在Windows服务器上，而NFS客 户端软件运行在Unix主机上，NFS让Windows服务器的部分RAM看起来像存储的是Unix文件,可 被Unix用户使用。虽然Windows文件系统和Unix文件系统不同——它们在是否区分大小写、文件名 长度、安全性等方面不同，但Unix用户和Windows用户可像通常那样访问相同的文件，就像文件位 于他们通常使用的文件系统中一样。                                        

5.SMTP

SMTP （ Simple Mail Transfer Protocol,简单邮件传输协议）解决了无处不在的邮件收发需求，它 使用假脱机（排队）的方式传递邮件。邮件到达目的地后，将被存储到设备（通常是磁盘）中。目标 端的服务器软件定期检查队列，看其中是否有邮件。发现邮件后，它将把它们投递给收件人。SMTP 用于发送电子邮件，而POP3或IMAP用于接收邮件。

6.POP

POP （Post Office Protocol,邮局协议）提供了一种对到来邮件进行存储的机制，其最新版本为 POP3。这种协议的工作原理如下：客户端设备连接到POP3服务器后，可下载发送给它的邮件°它 不允许选择性地下载邮件，但邮件下载后，客户端/服务器交互就结束了，用户可在本地随意删除和 操作邮件。接下来将介绍一种更新的标准——IMAP,它正逐渐取代POP3,这是什么原因呢？

7.IMAP4

由于IMAP4 （Internet Message Access Protocol,因特网消息访问协议）让你能够控制邮件的下载 方式，因此使用它可获得亟需的安全性。它让你能够查看邮件头或下载邮件的一部 —— 可以咬住 鱼饵，而不是将其整个吞下，进而被藏在鱼饵中的鱼钩钩住。使用IMAP时，你可选择将邮件以层次方式存储在电子邮件服务器中，并链接到文档和用户组。 IMAP甚至提供了搜索命令，让你能够根据主题、邮件头或内容搜索邮件。可以想见，它提供了一些 身份验证功能一实际上它支持MIT开发的Kerberos身份验证方案。IMAP4是最新的版本。

8.SSH

安全外壳（SSH）协议通过标准TCP/IP连接建立安全的Telnet会话，用于执行如下操作：登录系 统、在远程系统中运行程序以及在系统间传输文件等。它在执行这些操作时都使用健壮的加密连接。 你可将其视为用于替代「sh、rlogin甚至Telnet的新一代协议。

9.HTTP

所有出色的网站都会包含图像、文本、链接等，这一切都是拜HTTP （ Hypertext Transfer Protocol, 超文本传输协议）所赐。它用于管理Web浏览器和Web服务器之间的通信，在你单击链接时打开相 应的资源，而不管该资源实际位于何地。

10.HTTPS

HTTPS （ Hypertext Transfer Protocol Secure,安全超文本传输协议）使用 SSL（ Secure Socket Layer, 安全套接字层）,有时也称为SHTTP或S-HTTP （这是一^b HTTP扩展，不使用SSL ）,但这无关紧要。 顾名思义，它是安全版HTTP,提供了一系列安全工具，可确保Web浏览器和Web服务器之间的通信 安全。当你在网上预订或购物时，浏览器需要使用它来填写表格、签名、验证和加密HTTP消息。

11.NTP

NTP （Network Time Protocol,网络时间协议）用于将计算机时钟与标准时间源（通常是原子钟） 同步，由特拉华大学的David Mills教授开发。NTP将设备同步，确保给定网络中所有计算机的时间一 致。这虽然听起来非常简单，但却非常重要，因为当今的很多交易都需要指出时间和日期。

                                                              举个栗子

想想你的 数据库吧，如果服务器不与相连的计算机同步，哪怕只相差几秒，也会带来严重的混乱（甚至崩溃）。 如果某台机器在凌晨1:50发起交易，而服务器将交易时间记录为1:45,交易将无法完成。因此，NTP 可避免因“没有Delorean®就回到未来”而导致网络崩溃，这点确实非常重要。

12.IGMP

IGMP （Internet Group Management Protocol,因特网组管理协议）是一种用于管理IP组播会话的 TCP/IP协议，它这样完成其职责：通过网络发送唯一的IGMP消息，以揭示组播组信息，并找出主机 所属的组播组。IP网络中的主机也使用IGMP消息来加入和退出组播组。IGMP消息非常方便用于跟 踪组成员关系以及激活组播流。

13.DNS

DNS （Domain Name Service,域名服务）解析主机名，具体地说是因特网名称，如www.routersim. com。你并非一定要使用DNS,可只输入要与之通信的设备的IP地址。IP地址表示网络和因特网中 的主机，然而，DNS旨在让我们的生活更便捷。

                                                            举个栗子

想想下面这种情形：如果要将网页移到另一家服务提 供商，结果将如何呢？ IP地址将改变，但没有人知道新的IP地址。DNS让你能够使用域名指定IP地 址，你可以随时修改IP地址，而不会有人感觉到有何不同。

14.DHCP/BootP

DHCP （ Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议）给主机分配IP地址，让管理工 作更轻松，非常适合用于各种规模的网络。各种类型的硬件都可用作DHCP服务器，包括思科路由器。DHCP与BootP （BootstrapProtocol,自举协议）的差别在于，BootP给主机分配IP地址，但必须 手工将主机的硬件地址输入到BootP表中。你可将DHCP视为动态的BootP。但别忘了，BootP也可 用于发送操作系统，让主机使用它启动，而DHCP没有这样的功能。

与众不同（特点）

TCP/IP协议能够迅速发展起来并成为事实上的标准，是它恰好适应了世界范围内数据通信的需要。它有以下特点：

（1）协议标准是完全开放的，可以供用户免费使用，并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。

（2）独立于网络硬件系统，可以运行在广域网，更适合于互联网。

（3）网络地址统一分配，网络中每一设备和终端都具有一个唯一地址。

（4）高层协议标准化，可以提供多种多样可靠网络服务。

美中不足（缺点）

像OSl模型一样，TCP/IP模型和协议也有自己的问题。

（1）该模型没有明显地区分服务、接口和协议的概念。因此，对于使用新技术来设计新网络，TCP/IP模型不是一个太好的模板；

（2）TCP/IP模型完全不是通用的，并且不适合描述除TCP/IP模型之外的任何协议栈；

（3）链路层并不是通常意义上的一层。它是一个接口，处于网络层和数据链路层之间。接口和层间的区别是很重要的；

（4）TCP/IP模型不区分物理层和数据链路层。这两层完全不同，物理层必须处理铜缆、光纤和无线通信的传输特征；而数据链路层的工作是确定帧的开始和结束，并且按照所需的可靠程度把帧从一端发送到另一端。 

 

今天关于这条“插播内容”我就暂且讲这么多，其实上面写的这些协议都是能够在网络上搜索到的，大家了解就好。