1. TCP/IP協議是什麼
TCP/IP協議的含義與各層的功能
含義:TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,傳輸控制協議/網間網協議)是目前世界上應用最為廣泛的協議,目的是提毀首供一整套方便實用、能應用於多種網路上的協議,事實證明TCP/IP做到了這一點,它使網路互聯變得容易起來,並且使越來越多的網路加入其中,成為Internet的事實標准。
TCP/IP協議族包含了很多功能各異的子協議。TCP/IP層次模型共分為四層:應用層、傳輸層、網路層、數據鏈路層。
應用層是所有用戶所面向的應用程序的統稱。TCP/IP協議族在這一層面有著很多協議來支持不同的應用,許多大家所熟悉的基於Internet的應用的實現就離不開這些協議。
傳輸層這一層的的功能主要是提供應用程序間的通信,TCP/IP協議族在這一層的協議有TCP和UDP。
網路者逗層是TCP/IP協議族中非常關鍵的一層,主要定義了IP地址格式,從而能夠使得不同應用類型的數據在Internet上通暢地傳輸,IP協議就是一個網路層協議。
網路介面層―這是TCP/IP軟體負責接收IP數據包並通過網路發送,或者從網路接收物理幀,抽出IP數據報,交給IP層。
愛陸通工業網關可以滿足工控 OPCUA 協議與 MODBUS 協議轉換,支持標准Modbus TCP、OPC UA/MQTT、阿里/華為/移動/電信等首余賣主流物聯網IOT平台。
2. 什麼是TCP/IP協議,它的核心思想(理念)是什麼
TCP/IP ,用於網路的一組通訊協議,包括IP(Internet Protocol,互聯網協議)和TCP(Transmission Control Protocol,傳輸控制協議) TCP/IP協議講解
TCP/IP是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的簡寫,中文譯名為傳輸控制協議/互聯網路協議)協議是Internet最基本的協議,簡單地說,就是由底層的IP協議和TCP協議組成的。在Internet沒有形成之前,各個地方已經建立了很多小型的網路,稱為區域網。Internet的中文意義是"網際網",它實際上就是將全球各地的區域網連接起來而形成的一個"網之間的網(即網際網)"。然而,在連接之前的各式各樣的區域網卻存在不同的網路結構和數據傳輸規則,將這些小網連接起來後各網之間要通過什麼樣的規則來傳輸數據呢?這就象世界上有很多個國家,各個國家的人說各自的語言,世界上任意兩個人要怎樣才能互相溝通呢?如果全世界的人都能夠說同一種語言(即世界語),這個問題不就解決了嗎?TCP/IP協議正是Internet上的"世界語"。
TCP/IP的參考模型
要理解Internet,並不是一件非常容易的事,TCP/IP協議的開發研製人員將Internet分為五個層次,以便於理解,它也稱為互聯網分層模型或互聯網分層參考模型,
如下表:
應用層(第五層)
傳輸層(第四層)
互聯網層(第三層)
網路介面層(第二層)
物理層(第一層)
下面對這五個層次作一些講解,初學者對這些概念有一個感性的認識就可以了,如果想深入學習這些內容,可以參考有關計算機網路底層知識方面的書籍。
·物理層:對應於網路的基本硬體,這也是Internet物理構成,即我們可以看得見的硬體設備,如PC機、互連網伺服器、網路設備等,必須對這些硬體設備的電氣特性作一個規范,使這些設備都能夠互相連接並兼容使用。
·網路介面層:它定義了將數據組成正確幀的規程和在網路中傳輸幀的規程,幀是指一串數據,它是數據在網路中傳輸的單位。
·互聯網層:本層定義了互聯網中傳輸的"信息包"格式,以及從一個用戶通過一個或多個路由器到最終目標的"信息包"轉發機制。
·傳輸層:為兩個用戶進程之間建立、管理和拆除可靠而又有效的端到端連接。
·應用層:它定義了應用程序使用互聯網的規程。
TCP/IP 通信協議1--網際協議IP
Internet 上使用的一個關鍵的低層協議是網際協議,通常稱IP協議。我們利用一個共同遵守的通信協議,從而使 Internet 成為一個允許連接不同類型的計算機和不同操作系統的網路。要使兩台計算機彼此之間進行通信,必須使兩台計算機使用同一種"語言"。通信協議正像兩台計算機交換信息所使用的共同語言,它規定了通信雙方在通信中所應共同遵守的約定。 計算機的通信協議精確地定義了計算機在彼此通信過程的所有細節。例如,每台計算機發送的信息格式和含義,在什麼情況下應發送規定的特殊信息,以及接收方的計算機應做出哪些應答等等。網際協議IP協議提供了能適應各種各樣網路硬體的靈活性,對底層網路硬體幾乎沒有任何要求,任何一個網路只要可以從一個地點向另一個地點傳送二進制數據,就可以使用IP協議加入 Internet 了。
如果希望能在 Internet 上進行交流和通信,則每台連上 Internet 的計算機都必須遵守IP協議。為此使用 Internet 的每台計算機都必須運行IP軟體,以便時刻准備發送或接收信息。
IP協議對於網路通信有著重要的意義:網路中的計算機通過安裝IP軟體,使許許多多的區域網絡構成了一個龐大而又嚴密的通信系統。從而使 Internet 看起來好像是真實存在的,但實際上它是一種並不存在的虛擬網路,只不過是利用IP協議把全世界上所有願意接入 Internet 的計算機局域網路連接起來,使得它們彼此之間都能夠通信。
TCP/IP通信協議2--傳輸控制協議TCP
盡管計算機通過安裝IP軟體,從而保證了計算機之間可以發送和接收數據,但IP協議還不能解決數據分組在傳輸過程中可能出現的問題。因此,若要解決可能出現的問題,連上 Internet 的計算機還需要安裝TCP協議來提供可靠的並且無差錯的通信服務。
TCP協議被稱作一種端對端協議。這是因為它為兩台計算機之間的連接起了重要作用:當一台計算機需要與另一台遠程計算機連接時,TCP協議會讓它們建立一個連接、發送和接收數據以及終止連接。傳輸控制協議TCP協議利用重發技術和擁塞控制機制,向應用程序提供可靠的通信連接,使它能夠自動適應網上的各種變化。即使在 Internet 暫時出現堵塞的情況下,TCP也能夠保證通信的可靠。
眾所周知, Internet 是一個龐大的國際性網路,網路上的擁擠和空閑時間總是交替不定的,加上傳送的距離也遠近不同,所以傳輸數據所用時間也會變化不定。TCP協議具有自動調整"超時值"的功能,能很好地適應 Internet 上各種各樣的變化,確保傳輸數值的正確。 因此,從上面我們可以了解到:IP協議只保證計算機能發送和接收分組數據,而TCP協議則可提供一個可靠的、可流控的、全雙工的信息流傳輸服務。
綜上所述,雖然IP和TCP這兩個協議的功能不盡相同,也可以分開單獨使用,但它們是在同一時期作為一個協議來設計的,並且在功能上也是互補的。只有兩者的結合,才能保證 Internet 在復雜的環境下正常運行。凡是要連接到 Internet 的計算機,都必須同時安裝和使用這兩個協議,因此在實際中常把這兩個協議統稱作TCP/IP協議。
3. 網路協議是什麼
網路協議
1、協議:通信雙方所共同遵守的規則。
2、網路協議:計算機在網路中實現通信時必須遵守的規則和約定。
每個網路中至少要選擇一種網路協議。具體選擇哪一種網路通信協議主要取決於網路的規模、網路的兼容性和網路管理等幾個方面。常接觸的區域網中,一般使用NETBEUT、IPX/SPX和TCP/IP三種協議。
NETBEUI:是為IBM開發的非路由協議,用於攜帶NETBIOS通信。NETBEUI缺乏路由和網路層定址功能,既是其最大的優點,也是其最大的缺點。因為它不需要附加的網路地址和網路層頭尾,所以很快並很有效且適用於只有單個網路或整個環境都橋接起來的小工作組環境。
IPX/SPX:它是由Novell提出的用於客戶/伺服器相連的網路協議。使用IPX/SPX協議能運行通常需要NetBEUI支持的程序,通過IPX/SPX協議可以跨過路由器訪問其他網路。IPX具有完全的路由能力,可用於大型企業網。
TCP/IP:TCP/IP是在60年代由麻省理工學院和一些商業組織為美國國防部開發的,即便遭到核攻擊而破壞了大部分網路,TCP/IP仍然能夠維持有效的通信。TCP/IP同時具備了可擴展性和可靠性的需求。每種網路協議都有自己的優點,但是只有TCP/IP允許與Internet完全的連接。TCP/IP的32位定址功能方案不足以支持即將加入Internet的主機和網路數。因而可能代替當前實現的標準是IPv6。
4. 網路協議-- 底層網路知識詳解(從二層到三層)
網線
Hub 採取的是廣播的模式,如果每一台電腦發出的包,宿舍的每個電腦都能收到,那就麻煩了。這就需要解決幾個問題:
這幾個問題,都是第二層, 數據鏈路層 ,也即 MAC 層要解決的問題。 MAC 的全稱是 Medium Access Control ,即媒體訪問控制。控制什麼呢?其實就是控制在往媒體上發數據的時候,誰先發、誰後發的問題。防止發生混亂。這解決的是第二個問題。這個問題中的規則,學名叫 多路訪問 。
三種方式:
方式一:分多個車道。每個車一個車道,你走你的,我走我的。這在計算機網路里叫作 信道劃分 ;
方式二:今天單號出行,明天雙號出行,輪著來。這在計算機網路里叫作 輪流協議 ;
方式三:不管三七二十一,有事兒先出門,發現特堵,就回去。錯過高峰再出。我們叫作 隨機接入協議 。著名的乙太網,用的就是這個方式。
接下來要解決第一個問題:發給誰,誰接收?這里用到一個物理地址,叫作 鏈路層地址 。但是因為第二層主要解決媒體接入控制的問題,所以它常被稱為 MAC 地址 。
解決第一個問題就牽扯到第二層的網路包格式。
對於乙太網,第二層的最後面是 CRC,也就是循環冗餘檢測。通過 XOR 異或的演算法,來計算整個包是否在發送的過程中出現了錯誤,主要解決第三個問題。
這里還有一個沒有解決的問題,當源機器知道目標機器的時候,可以將目標地址放入包裡面,如果不知道呢?一個廣播的網路裡面接入了 N 台機器,我怎麼知道每個 MAC 地址是誰呢?這就是 ARP 協議 ,也就是已知 IP 地址,求 MAC 地址的協議。
ARP 是通過吼的方式(廣播)來尋找目標 MAC 地址的,吼完之後記住一段時間,這個叫作緩存。
誰能知道目標 MAC 地址是否就是連接某個口的電腦的 MAC 地址呢?這就需要一個能把 MAC 頭拿下來,檢查一下目標 MAC 地址,然後根據策略轉發的設備,這個設備顯然是個二層設備,我們稱為 交換機 。
交換機是有 MAC 地址學習能力的,學完了它就知道誰在哪兒了,不用廣播了。(剛開始不知道的時候,是需要廣播的)
當交換機的數目越來越多的時候,會遭遇環路問題,讓網路包迷路,這就需要使用 STP 協議,通過華山論劍比武的方式,將有環路的圖變成沒有環路的樹,從而解決環路問題。
在數據結構中,有一個方法叫做 最小生成樹 。有環的我們常稱為圖。將圖中的環破了,就生成了樹。在計算機網路中,生成樹的演算法叫作 STP ,全稱 Spanning Tree Protocol 。
STP 協議比較復雜,一開始很難看懂,但是其實這是一場血雨腥風的武林比武或者華山論劍,最終決出五嶽盟主的方式。
交換機數目多會面臨隔離問題,可以通過 VLAN 形成 虛擬區域網 ,從而解決廣播問題和安全問題。
對於支持 VLAN 的交換機,有一種口叫作 Trunk 口。它可以轉發屬於任何 VLAN 的口。交換機之間可以通過這種口相互連接。
ping 是基於 ICMP 協議工作的。
ICMP 全稱 Internet Control Message Protocol ,就是 互聯網控制報文協議 。
ICMP 報文是封裝在 IP 包裡面的。因為傳輸指令的時候,肯定需要源地址和目標地址。它本身非常簡單。因為作為偵查兵,要輕裝上陣,不能攜帶大量的包袱。
ICMP總結:
ICMP 相當於網路世界的偵察兵。我講了兩種類型的 ICMP 報文,一種是主動探查的查詢報文,一種異常報告的差錯報文;
ping 使用查詢報文,Traceroute 使用差錯報文。
在進行網卡配置的時候,除了 IP 地址,還需要配置一個Gateway 的東西,這個就是 網關 。
一旦配置了 IP 地址和網關,往往就能夠指定目標地址進行訪問了。由於在跨網關訪問的時候,牽扯到 MAC 地址和 IP 地址的變化,這里有必要詳細描述一下 MAC 頭和 IP 頭的細節。
路由器是一台設備,它有五個網口或者網卡,相當於有五隻手,分別連著五個區域網。每隻手的 IP 地址都和區域網的 IP 地址相同的網段,每隻手都是它握住的那個區域網的網關。
對於 IP 頭和 MAC 頭哪些變、哪些不變的問題,可以分兩種類型。我把它們稱為「歐洲十國游」型和「玄奘西行」型。
之前我說過, MAC 地址是一個區域網內才有效的地址。因而,MAC 地址只要過網關,就必定會改變,因為已經換了區域網 。
兩者主要的區別在於 IP 地址是否改變。不改變 IP 地址的網關,我們稱為 轉發網關 ;改變 IP 地址的網關,我們稱為 NAT 網關 。
網關總結:
路由分靜態路由和動態路由,靜態路由可以配置復雜的策略路由,控制轉發策略;
動態路由主流演算法有兩種, 距離矢量演算法 和 鏈路狀態演算法 。
距離矢量路由(distance vector routing)。它是基於 Bellman-Ford 演算法的。
這種演算法的基本思路是,每個路由器都保存一個路由表,包含多行,每行對應網路中的一個路由器,每一行包含兩部分信息,一個是要到目標路由器,從那條線出去,另一個是到目標路由器的距離。
由此可以看出,每個路由器都是知道全局信息的。那這個信息如何更新呢?每個路由器都知道自己和鄰居之間的距離,每過幾秒,每個路由器都將自己所知的到達所有的路由器的距離告知鄰居,每個路由器也能從鄰居那裡得到相似的信息。
每個路由器根據新收集的信息,計算和其他路由器的距離,比如自己的一個鄰居距離目標路由器的距離是 M,而自己距離鄰居是 x,則自己距離目標路由器是 x+M。
這種演算法存在的問題:
第一個問題:好消息傳得快,壞消息傳得慢。
第二個問題:每次發送的時候,要發送整個全局路由表。
所以上面的兩個問題,限制了距離矢量路由的網路規模。
鏈路狀態路由(link state routing),基於 Dijkstra 演算法。
這種演算法的基本思路是:當一個路由器啟動的時候,首先是發現鄰居,向鄰居 say hello,鄰居都回復。然後計算和鄰居的距離,發送一個 echo,要求馬上返回,除以二就是距離。然後將自己和鄰居之間的鏈路狀態包廣播出去,發送到整個網路的每個路由器。這樣每個路由器都能夠收到它和鄰居之間的關系的信息。因而,每個路由器都能在自己本地構建一個完整的圖,然後針對這個圖使用 Dijkstra 演算法,找到兩點之間的最短路徑。
不像距離距離矢量路由協議那樣,更新時發送整個路由表。鏈路狀態路由協議只廣播更新的或改變的網路拓撲,這使得更新信息更小,節省了帶寬和 CPU 利用率。而且一旦一個路由器掛了,它的鄰居都會廣播這個消息,可以使得壞消息迅速收斂。
基於兩種演算法產生兩種協議,BGP 協議和 OSPF 協議。
OSPF(Open Shortest Path First,開放式最短路徑優先) 就是這樣一個基於鏈路狀態路由協議,廣泛應用在數據中心中的協議。由於主要用在數據中心內部,用於路由決策,因而稱為 內部網關協議(Interior Gateway Protocol,簡稱 IGP) 。
內部網關協議的重點就是找到最短的路徑。在一個組織內部,路徑最短往往最優。當然有時候 OSPF 可以發現多個最短的路徑,可以在這多個路徑中進行負載均衡,這常常被稱為 等價路由 。
但是外網的路由協議,也即國家之間的,又有所不同。我們稱為 外網路由協議(Border Gateway Protocol,簡稱 BGP) 。
在網路世界,這一個個國家成為自治系統 AS(Autonomous System)。自治系統分幾種類型。
每個自治系統都有邊界路由器,通過它和外面的世界建立聯系。
BGP 又分為兩類, eBGP 和 iBGP 。自治系統間,邊界路由器之間使用 eBGP 廣播路由。內部網路也需要訪問其他的自治系統。邊界路由器如何將 BGP 學習到的路由導入到內部網路呢?就是通過運行 iBGP,使得內部的路由器能夠找到到達外網目的地的最好的邊界路由器。
BGP 協議使用的演算法是 路徑矢量路由協議 (path-vector protocol)。它是距離矢量路由協議的升級版。
前面說了距離矢量路由協議的缺點。其中一個是收斂慢。在 BGP 裡面,除了下一跳 hop 之外,還包括了自治系統 AS 的路徑,從而可以避免壞消息傳得慢的問題,也即上面所描述的,B 知道 C 原來能夠到達 A,是因為通過自己,一旦自己都到達不了 A 了,就不用假設 C 還能到達 A 了。
另外,在路徑中將一個自治系統看成一個整體,不區分自治系統內部的路由器,這樣自治系統的數目是非常有限的。就像大家都能記住出去玩,從中國出發先到韓國然後到日本,只要不計算細到具體哪一站,就算是發送全局信息,也是沒有問題的。
參考:
極客時間-趣談網路協議
極客時間-趣談網路協議
極客時間-趣談網路協議
極客時間-趣談網路協議-網關
5. TCP/IP網路體系結構中,各層內分別有什麼協議,每一種協議的作用是什麼
一、TCP/IP網路體系結構中,常見的介面層協議有:
Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame relay、HDLC、PPP ATM等。
1.網路層
網路層包括:IP(Internet Protocol)協議、ICMP(Internet Control Message Protocol) 、控制報文協議、ARP(Address Resolution Protocol)地址轉換協議、RARP(Reverse ARP)反向地址轉換協議。
2.傳輸層
傳輸層協議主要是:傳輸控制協議TCP(Transmission Control Protocol)和用戶數據報協議UDP(User Datagram protocol)。
3.應用層
應用層協議主要包括如下幾個:FTP、TELNET、DNS、SMTP、RIP、NFS、HTTP。
二、TCP/IP網路體系結構中,每一種協議的作用有:
TCP/IP協議不依賴於任何特定的計算機硬體或操作系統,提供開放的協議標准,即使不考慮Internet,TCP/IP協議也獲得了廣泛的支持。所以TCP/IP協議成為一種聯合各種硬體和軟體的實用系統。
2.TCP/IP協議並不依賴於特定的網路傳輸硬體,所以TCP/IP協議能夠集成各種各樣的網路。用戶能夠使用乙太網(Ethernet)、令牌環網(Token Ring Network)、撥號線路(Dial-up line)、X.25網以及所有的網路傳輸硬體。
3.統一的網路地址分配方案,使得整個TCP/IP設備在網中都具有惟一的地址
4.標准化的高層協議,可以提供多種可靠的用戶服務。
6. 計算機網路協議指的是什麼
意思為:網路之間互連的協議。網路之間互連的協議也就是為計算機網路相互連接進行通信而設計的協議。
在網際網路中,它是能使連接到網上的所有計算機網路實現相互通信的一套規則,規定了計算機在網際網路上進行通信時應當遵守的規則。
拓展資料:
網路地址是網際網路協會的ICANN分配的,下有負責北美地區的InterNIC、負責歐洲地區的RIPENIC和負責亞太地區的APNIC 目的是為了保證網路地址的全球唯一性。主機地址是由各個網路的系統管理員分配。因此,網路地址的唯一性與網路內主機地址的唯一性確保了IP地址的全球唯一性。
根據用途和安全性級別的不同,IP地址還可以大致分為兩類:公共地址和私有地址。公用地址在Internet中使用,可以在Internet中隨意訪問。私有地址只能在內部網路中使用,只有通過代理伺服器才能與Internet通信。