面試官：如何理解TCP/IP協(xié)議?
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一、是什么
TCP/IP，「傳輸控制協(xié)議」/「網(wǎng)際協(xié)議」，是指能夠在多個不同網(wǎng)絡(luò)間實現(xiàn)信息傳輸?shù)膮f(xié)議簇
- TCP(傳輸控制協(xié)議)
一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議
- IP(網(wǎng)際協(xié)議)
用于封包交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議
TCP/IP協(xié)議不僅僅指的是TCP和IP兩個協(xié)議，而是指一個由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等協(xié)議構(gòu)成的協(xié)議簇，
只是因為在TCP/IP協(xié)議中TCP協(xié)議和IP協(xié)議最具代表性，所以通稱為TCP/IP協(xié)議族(英語：TCP/IP Protocol Suite，或TCP/IP Protocols)
二、劃分
TCP/IP協(xié)議族按層次分別了五層體系或者四層體系
五層體系的協(xié)議結(jié)構(gòu)是綜合了 OSI 和 TCP/IP 優(yōu)點的一種協(xié)議，包括應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層
五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)只是為介紹網(wǎng)絡(luò)原理而設(shè)計的，實際應(yīng)用還是 TCP/IP 四層體系結(jié)構(gòu)，包括應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層(網(wǎng)際互聯(lián)層)、網(wǎng)絡(luò)接口層
如下圖所示：
五層體系
應(yīng)用層
TCP/IP 模型將 OSI參考模型中的會話層、表示層和應(yīng)用層的功能合并到一個應(yīng)用層實現(xiàn)，通過不同的應(yīng)用層協(xié)議為不同的應(yīng)用提供服務(wù)
如：FTP、Telnet、DNS、SMTP 等
傳輸層
該層對應(yīng)于 OSI 參考模型的傳輸層，為上層實體提供源端到對端主機的通信功能
傳輸層定義了兩個主要協(xié)議：傳輸控制協(xié)議(TCP)和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)
其中面向連接的 TCP 協(xié)議保證了數(shù)據(jù)的傳輸可靠性，面向無連接的 UDP 協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)包簡單、快速地傳輸
網(wǎng)絡(luò)層
負(fù)責(zé)為分組網(wǎng)絡(luò)中的不同主機提供通信服務(wù)，并通過選擇合適的路由將數(shù)據(jù)傳遞到目標(biāo)主機
在發(fā)送數(shù)據(jù)時，網(wǎng)絡(luò)層把運輸層產(chǎn)生的報文段或用戶數(shù)據(jù)封裝成分組或包進行傳送
數(shù)據(jù)鏈路層
數(shù)據(jù)鏈路層在兩個相鄰節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)時，將網(wǎng)絡(luò)層交下來的IP數(shù)據(jù)報組裝成幀，在兩個相鄰節(jié)點之間的鏈路上傳送幀
物理層
保數(shù)據(jù)可以在各種物理媒介上進行傳輸，為數(shù)據(jù)的傳輸提供可靠的環(huán)境
四層體系
TCP/IP 的四層結(jié)構(gòu)則如下表所示：
| 層次名稱 | 單位 | 功 能 | 協(xié) 議 |
|---|---|---|---|
| 網(wǎng)絡(luò)接口層 | 幀 | 負(fù)責(zé)實際數(shù)據(jù)的傳輸，對應(yīng)OSI參考模型的下兩層 | HDLC（高級鏈路控制協(xié)議）PPP（點對點協(xié)議） SLIP（串行線路接口協(xié)議） |
| 網(wǎng)絡(luò)層 | 數(shù)據(jù)報 | 負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)間的尋址數(shù)據(jù)傳輸，對應(yīng)OSI參考模型的第三層 | IP（網(wǎng)際協(xié)議） ICMP（網(wǎng)際控制消息協(xié)議）ARP（地址解析協(xié)議） RARP（反向地址解析協(xié)議） |
| 傳輸層 | 報文段 | 負(fù)責(zé)提供可靠的傳輸服務(wù)，對應(yīng)OSI參考模型的第四層 | TCP（控制傳輸協(xié)議） UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議） |
| 應(yīng)用層 | 負(fù)責(zé)實現(xiàn)一切與應(yīng)用程序相關(guān)的功能，對應(yīng)OSI參考模型的上三層 | FTP（文件傳輸協(xié)議） HTTP（超文本傳輸協(xié)議） DNS（域名服務(wù)器協(xié)議）SMTP（簡單郵件傳輸協(xié)議）NFS（網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)協(xié)議） |
三、總結(jié)
OSI 參考模型與 TCP/IP 參考模型區(qū)別如下：
相同點：
- OSI 參考模型與 TCP/IP 參考模型都采用了層次結(jié)構(gòu)
- 都能夠提供面向連接和無連接兩種通信服務(wù)機制
不同點：
- OSI 采用的七層模型;TCP/IP 是四層或五層結(jié)構(gòu)
- TCP/IP 參考模型沒有對網(wǎng)絡(luò)接口層進行細(xì)分，只是一些概念性的描述;OSI 參考模型對服務(wù)和協(xié)議做了明確的區(qū)分
- OSI 參考模型雖然網(wǎng)絡(luò)劃分為七層，但實現(xiàn)起來較困難。TCP/IP 參考模型作為一種簡化的分層結(jié)構(gòu)是可以的
- TCP/IP協(xié)議去掉表示層和會話層的原因在于會話層、表示層、應(yīng)用層都是在應(yīng)用程序內(nèi)部實現(xiàn)的，最終產(chǎn)出的是一個應(yīng)用數(shù)據(jù)包，而應(yīng)用程序之間是幾乎無法實現(xiàn)代碼的抽象共享的，這也就造成 OSI 設(shè)想中的應(yīng)用程序維度的分層是無法實現(xiàn)的
三種模型對應(yīng)關(guān)系如下圖所示：
參考文獻(xiàn)
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
