TCP/IP四层模型

TCP/IP四层模型

TCP/IP四层模型将网络通信分为四个层次:

  1. 网络接口层:负责计算机与网络硬件间的数据传输,在物理网络上发送/接收数据帧(如以太网、Wi-Fi协议)。

  2. 互联网层(网络层):通过IP协议实现数据包的路由和转发。

  3. 传输层:提供端到端的通信服务,主要协议包括TCP和UDP。

  4. 应用层:提供网络应用功能,协议如HTTP、FTP、SMTP等。

分层设计的优点

  1. 简化设计与实现:各层专注特定功能,降低系统复杂性。

  2. 模块化:层间通过标准接口通信,便于独立优化和替换。

  3. 互操作性:明确定义的接口使不同厂商设备兼容,支持跨层次无缝协作。

  4. 故障隔离:每层具备独立错误处理机制,便于快速定位问题。

扩展知识:

TCP/IP vs OSI模型

  • OSI七层模型:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

  • 核心差异:

(1) TCP/IP合并OSI的数据链路层和物理层为网络接口层。

(2) TCP/IP将OSI的会话层、表示层和应用层合并为应用层,更贴近实际实现。

各层数据单位与包头关键字段

【应用层】

  • 数据单位:报文(Message)

  • HTTP关键字段:Host(目标主机)、User-Agent(用户代理)、Content-Length(内容长度)

  • DNS关键字段:Transaction ID(事务ID)、Flags(标志位)、Query/Response(查询/响应标识)

【传输层】

  • 数据单位:报文段(Segment)

  • TCP关键字段:Source Port(源端口)、Destination Port(目的端口)、Sequence Number(序列号)、Acknowledgment Number(确认号)、Flags(标志位)

  • UDP关键字段:Source Port(源端口)、Destination Port(目的端口)、Length(包长度)、Checksum(校验和)

【网络层】

  • 数据单位:数据包(Packet)

  • IP关键字段:Source IP Address(源IP地址)、Destination IP Address(目的IP地址)、TTL(生存时间)、Protocol(上层协议类型)

【网络接口层】

  • 数据单位:帧(Frame)

  • 以太网关键字段:Source MAC Address(源MAC地址)、Destination MAC Address(目的MAC地址)、Type(上层协议类型)

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