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TCP/IP协议

/TCP/IP protocol/
条目作者严伟

严伟

最后更新 2022-12-23
浏览 454
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因特网(Internet)所用协议的统称,包括了从网络层、传输层到应用层的全部协议,不是单指TCP、IP或其他某个协议。协议集包括的单个协议标准由IETF发布,协议标准文档形式为RFCXXX(XXX是数字编号)。又称TCP/IP协议集(栈)、TCP/IP参考模型。

英文名称
TCP/IP protocol
又称
TCP/IP协议集(栈)、TCP/IP参考模型
创建人
因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force,IETF)
创建时间
1981-09
所属学科
计算机科学技术

TCP/IP协议集(栈)实际上是一组协议,包括了因特网所用的由因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force,IETF)发布的全部协议。该协议集中位于传输层的传输控制协议TCP和位于网络层的网络互联协议IP是整个因特网中最为核心的两大协议,也是最早被采纳的两个标准,因此通常将因特网采用的协议简称为TCP/IP。TCP/IP协议集包含的协议分布在网络体系结构中的不同层次,自底向上分为主机-网络接口层、网络层、传输层和应用层,为了和国际标准化组织发布的OSI模型相对应,TCP/IP协议集有时又称TCP/IP参考模型。TCP/IP协议集中已有协议的更新和新协议的发布由因特网工程任务组(IETF)具体负责。

TCP/IP协议集自被广泛应用于因特网后,其协议数量和质量得到了很大的发展,表现为已有协议的版本更新和针对新需求的新协议问世。比如,网络应用从可靠数据传输、电子邮件、远程登录等传统应用扩展至基于浏览器的网络冲浪、基于网络传输质量的流媒体应用、基于网络安全的电子商务、电子金融及社交网络等多样性应用,而网络接入手段也由最初的以太网和拨号调制解调器延伸至有线/无线局域网、非对称数字用户线(asymmetric digital subscriber line,ADSL)/有线电视、手机蜂窝和公共场合的热点接入等多种选择,而位于网络层次结构核心位置的因特网网络层和传输层却变化甚少,实际应用的只有IPv6协议及其相关协议,因此TCP/IP协议栈表现出具有沙漏模型特征(或细腰结构)。

TCP/IP协议于1983年在美国阿帕网(ARPA)上运行,很快被纳入免费的UNIX操作系统内核,此后随着UNIX操作系统的普及以及美国国防部强制要求TCP/IP作为所有计算机网络的标准而广泛流行。TCP/IP协议集的发展伴随着因特网的兴起。

TCP/IP协议的设计目标是以无缝方式互联不同的通信子网,因此开放和包容是其本质。在因特网边缘论设计理念的指导下,因特网核心尽可能简单,复杂的控制功能被放置在网络边缘,即用户终端上。因此贯穿整个网络的核心是位于第三层的互联网协议(internet protocol,IP),在此基础上第四层向应用层提供了两种形式的端-端通信服务,分别是面向连接可靠的传输协议(transmission control protocol,TCP,传输控制协议)和不可靠的传输协议(user datagram protocol,UDP,用户数据报协议)。其中TCP还兼顾网络拥塞的处理,所以TCP和IP是因特网两大关键协议,被指代为整个因特网协议集。

TCP/IP在传输层为应用层提供了面向连接的可靠数据传输和无连接的不可靠数据传输服务,而支撑这一切的网络层核心则是尽力而为不可靠的数据包传递协议IP。为协助IP协议完成数据包的存储转发,网络层还包括了用于路由选择的开放最短通路优先协议(open shortest path first,OSPF)和边界网关协议(border gateway protocol,BGP)协议,用于包传递错误处理的互联网控制报文协议(internet control message protocol,ICMP),用于地址管理的地址解析协议(address resolution protocol,ARP)、动态主机配置协议(dynamic host configuration protocol,DHCP)和网络地址转换(network address translation,NAT)协议。TCP/IP在应用层为网络用户提供的主要服务包括电子邮件(SMTP)、文件传送(FTP)、网络文件系统(NFS)等传统网络应用以及域名系统(DNS)、万维网(WWW)、电视电话会议会话起始协议(session initiation protocol,SIP)、在线点播/直播流媒体(RTP/RTCP)等新型网络应用。

TCP/IP的开放性包容性以及可扩展性直接导致了因特网的爆发式增长,没有TCP/IP就没有因特网。为满足因特网快速增长用户对地址资源的需求,下一代互联网协议(IPv6)已经在新设备上得到普及,因特网正处于逐步从IPv4过渡到IPv6、两代IP协议并存的混合状态(见因特网地址)。

随着互联网技术的不断发展,TCP/IP协议有关的标准也在不断更新中,可以参考的有RFC0791、RFC1349、RFC2474、RFC6864、RFC4291、RFC3152、RFC8200、RFC3587、RFC2463、RFC0792、RFC6918、RFC0826、RFC5227、RFC5494、RFC2131、RFC6842、RFC1631、RFC3022、RFC4605。在IETF网站:https://www.ietf.org/可查询最新的有关标准。

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