什么是TCP/IP 协议

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TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/网际协议)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,所消察以被称为TCP/IP协议。
TCP/IP协议是一套用于在Internet上互联网络设备的通信协议;可以用作专用网络(内联网或外联网)中的通信协议。它旨在建立网络连接,为主机提供对互联网的访问。
互联网协议族TCP/IP被划分为四层,自下到上划分:网络接口层、网络互连层、传输层、应用层。这四层的每一层起到的作用都不相同。
a. 网络接口层:是TCP/IP模悉族型的最底层,主要功能是接收上一层的IP数据报,通过网络向外发送,或者接收或处理来自网络上的物理帧,并抽取IP数据传送到网络层。
b. 网络互连层:用来处理网络上流动的数据包。数据包是网络传输的最小数据单位。改层规定了通过怎样的路径(所谓的传输路线)到达对方计算机,并把数据包传送给对方。
与对方计算机之间通过多台计算机或者网络设备进行传输时,网络层所起的作用就是在众多的选项内选择一条传输线路。
c. 应用层:应用层协议包含了用于网络进程间通睁桥弊信的协议,并提供稳定的通信接口和终端用户服务。也决定了向用户提供应用服务时通信的活动。
d. 传输层:对上层应用层,提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传输。传输层有两个性质不同的协议:TCP(传输控制协议) UDP(用户数据报协议)
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TCP/IP协议介绍

TCP/IP的通讯协议

这部分简要介绍一下TCP/IP的内部结构,为讨论与互联网有关的安全问题打下基础。TCP/IP协议组之所以流行,部分原因是因为它可以用在各种各样的信道和底层协议(例如T1和X.25、以太网以及RS-232串行接口)之上。确切地说,TCP/IP协议是一组包括TCP协议和IP协议,UDP(User Datagram Protocol)协议、ICMP(Inter Control Message Protocol)协议和其他一些协议的协议组。

TCP/IP整体构架概述

TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型,是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网路层、传输层、话路层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一和桐层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为:

应用层:应用程序间沟通的层,如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Tel)等。

传输层:在此层中,它提供了节点间的数据传送服务,如传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)等,TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中,这一层负责传送数据,并且确定数据已被送达并接收。

互连网络层:负责提供基本的数据封包传送功能,让每一块数据包都能够到达目的主机(但不检查是否被正确接收),如网际协议(IP)。

网络接口层:对实际的网络媒体的管理,定义如何使用实际网络(如Ether、Serial Line等)来传送数据。

TCP/IP中的协议

以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功能,都是如何工作的:

1. IP

网际协议IP是TCP/IP的心脏,也是网络层中最重要的协议。

IP层接收由更低层(网络接口层例如以太网设备驱动程序)发来的数据包,并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层;相反,IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的,因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址(源地址)和接收它的主机的地址(目的地址)。

高层的TCP和UDP服务在接收数据包时,通常假设包中的源地址是有效的。也可以这样说,IP地址形成了许多服务的认证基础,这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的。IP确认包含一个选项,叫作IP source routing,可以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径。对于一些TCP和UDP的服务来说,使用了该选项的IP包好象是从路径上的最后一个系统传递过来的,而不是来自于它的真实地点。这个选项是为了测试而存在的,说明了它可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接。那么,许多依靠IP源地址做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵。

2. TCP

如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包,那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查,同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认,所以未按照顺序收到的包可以被排序,而损坏的包可以被重传。

TCP将它唤咐坦的信息送到更高层的应用程序,例如Tel的服务程序和客户程序。应用程序轮流将信息简颂送回TCP层,TCP层便将它们向下传送到IP层,设备驱动程序和物理介质,最后到接收方。

面向连接的服务(例如Tel、FTP、rlogin、X Windows和SMTP)需要高度的可靠性,所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP(发送和接收域名数据库),但使用UDP传送有关单个主机的信息。

3.UDP

UDP与TCP位于同一层,但对于数据包的顺序错误或重发。因此,UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务,UDP主要用于那些面向查询---应答的服务,例如NFS。相对于FTP或Tel,这些服务需要交换的信息量较小。使用UDP的服务包括NTP(网落时间协议)和DNS(DNS也使用TCP)。

欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易,因为UDP没有建立初始化连接(也可以称为握手)(因为在两个系统间没有虚电路),也就是说,与UDP相关的服务面临着更大的危险。

4.ICMP

ICMP与IP位于同一层,它被用来传送IP的的控制信息。它主要是用来提供有关通向目的地址的路径信息。ICMP的‘Redirect’信息通知主机通向其他系统的更准确的路径,而‘Unreachable’信息则指出路径有问题。另外,如果路径不可用了,ICMP可以使TCP连接‘体面地’终止。PING是最常用的基于ICMP的服务。

5. TCP和UDP的端口结构

TCP和UDP服务通常有一个客户/服务器的关系,例如,一个Tel服务进程开始在系统上处于空闲状态,等待着连接。用户使用Tel客户程序与服务进程建立一个连接。客户程序向服务进程写入信息,服务进程读出信息并发出响应,客户程序读出响应并向用户报告。因而,这个连接是双工的,可以用来进行读写。

两个系统间的多重Tel连接是如何相互确认并协调一致呢?TCP或UDP连接唯一地使用每个信息中的如下四项进行确认:

源IP地址 发送包的IP地址。

目的IP地址 接收包的IP地址。

源端口 源系统上的连接的端口。

目的端口 目的系统上的连接的端口。

端口是一个软件结构,被客户程序或服务进程用来发送和接收信息。一个端口对应一个16比特的数。服务进程通常使用一个固定的端口,例如,SMTP使用25、Xwindows使用6000。这些端口号是‘广为人知’的,因为在建立与特定的主机或服务的连接时,需要这些地址和目的地址进行通讯。
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