面试官：如何理解TCP/IP协议?

柔情只为你懂 2023-01-22 08:51 17阅读 0赞

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## 一、是什么 ##

TCP/IP，「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（传输控制协议）

一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议

*  IP（网际协议）

用于封包交换数据网络的协议

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，所以通称为TCP/IP协议族（英语：TCP/IP Protocol Suite，或TCP/IP Protocols）

## 二、划分 ##

TCP/IP协议族按层次分别了五层体系或者四层体系

五层体系的协议结构是综合了 OSI 和 TCP/IP 优点的一种协议，包括应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层

五层协议的体系结构只是为介绍网络原理而设计的，实际应用还是 TCP/IP 四层体系结构，包括应用层、传输层、网络层（网际互联层）、网络接口层

如下图所示：

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### 五层体系 ###

#### 应用层 ####

`TCP/IP` 模型将 `OSI`参考模型中的会话层、表示层和应用层的功能合并到一个应用层实现，通过不同的应用层协议为不同的应用提供服务

如：`FTP`、`Telnet`、`DNS`、`SMTP` 等

#### 传输层 ####

该层对应于 OSI 参考模型的传输层，为上层实体提供源端到对端主机的通信功能

传输层定义了两个主要协议：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）

其中面向连接的 TCP 协议保证了数据的传输可靠性，面向无连接的 UDP 协议能够实现数据包简单、快速地传输

#### 网络层 ####

负责为分组网络中的不同主机提供通信服务，并通过选择合适的路由将数据传递到目标主机

在发送数据时，网络层把运输层产生的报文段或用户数据封装成分组或包进行传送

#### 数据链路层 ####

数据链路层在两个相邻节点传输数据时，将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻节点之间的链路上传送帧

#### 物理层 ####

保数据可以在各种物理媒介上进行传输，为数据的传输提供可靠的环境

### 四层体系 ###

TCP/IP 的四层结构则如下表所示：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>层次名称</th> 
   <th>单位</th> 
   <th>功 能</th> 
   <th>协 议</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>网络接口层</td> 
   <td>帧</td> 
   <td>负责实际数据的传输，对应OSI参考模型的下两层</td> 
   <td>HDLC（高级链路控制协议）PPP（点对点协议） SLIP（串行线路接口协议）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>网络层</td> 
   <td>数据报</td> 
   <td>负责网络间的寻址数据传输，对应OSI参考模型的第三层</td> 
   <td>IP（网际协议） ICMP（网际控制消息协议）ARP（地址解析协议） RARP（反向地址解析协议）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>传输层</td> 
   <td>报文段</td> 
   <td>负责提供可靠的传输服务，对应OSI参考模型的第四层</td> 
   <td>TCP（控制传输协议） UDP（用户数据报协议）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>应用层</td> 
   <td><br></td> 
   <td>负责实现一切与应用程序相关的功能，对应OSI参考模型的上三层</td> 
   <td>FTP（文件传输协议） HTTP（超文本传输协议） DNS（域名服务器协议）SMTP（简单邮件传输协议）NFS（网络文件系统协议）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 三、总结 ##

OSI 参考模型与 TCP/IP 参考模型区别如下：

相同点：

*  OSI 参考模型与 TCP/IP 参考模型都采用了层次结构
 *  都能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制

不同点：

*  OSI 采用的七层模型；TCP/IP 是四层或五层结构
 *  TCP/IP 参考模型没有对网络接口层进行细分，只是一些概念性的描述；OSI 参考模型对服务和协议做了明确的区分
 *  OSI 参考模型虽然网络划分为七层，但实现起来较困难。TCP/IP 参考模型作为一种简化的分层结构是可以的
 *  TCP/IP协议去掉表示层和会话层的原因在于会话层、表示层、应用层都是在应用程序内部实现的，最终产出的是一个应用数据包，而应用程序之间是几乎无法实现代码的抽象共享的，这也就造成 `OSI` 设想中的应用程序维度的分层是无法实现的

三种模型对应关系如下图所示：

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## 参考文献 ##

*  https://zh.wikipedia.org/wiki/TCP/IP%E5%8D%8F%E8%AE%AE%E6%97%8F
 *  https://zhuanlan.zhihu.com/p/103162095
 *  https://segmentfault.com/a/1190000039204681
 *  https://leetcode-cn.com/leetbook/detail/networks-interview-highlights/
 *  https://vue3js.cn/interview

\--The End--

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