核协定 TCP/IP协定详细资料大全

TCP/IP协定详细资料大全  

网际网路协定（Inter Protocol Suite）是一个网路通信模型，以及一整个网路传输协定家族，为网际网路的基础通信架构。它常被通称为TCP/IP协定族（英语：TCP/IP Protocol Suite，或TCP/IP Protocols），简称TCP/IP。因为该协定家族的两个核心协定：TCP（传输控制协定）和IP（网际协定），为该家族中最早通过的标准。由于在网路通讯协定普遍采用分层的结构，当多个层次的协定共同工作时，类似计算机科学中的堆叠，因此又被称为TCP/IP协定栈（英语：TCP/IP Protocol Stack） 。这些协定最早发源于美国国防部（缩写为DoD）的ARPA网项目，因此也被称作DoD模型（DoD Model）。这个协定族由网际网路工程任务组负责维护。

TCP/IP提供点对点的连结机制，将数据应该如何封装、定址、传输、路由以及在目的地如何接收，都加以标准化。它将软体通信过程抽象化为四个抽象层，采取协定堆叠的方式，分别实现出不同通信协定。协定族下的各种协定，依其功能不同，被分别归属到这四个层次结构之中，常被视为是简化的七层OSI模型。

基本介绍

中文名：传输控制协定/网际网路互联协定外文名：Transmission Control Protocol/Inter Protocol又名：网路通讯协定简称：TCP/IP协定层级结构：4层缩写：IPS 历史,名词定义,IP位址,沿革,产生背景,开发过程,IPV4,IPv6,网路参考模型,OSI参考模型,TCP与IP模型,层次,网路接口层,网路层,传输层,套用层,特点,主要特点,协定优势,主要缺点,

历史

为了减少网路设计的复杂性，大多数网路都采用分层结构。对于不同的网路，层的数量、名字、内容和功能都不尽相同。在相同的网路中，一台机器上的第N层与另一台机器上的第N层可利用第N层协定进行通信，协定基本上是双方关于如何进行通信所达成的一致。 不同机器中包含的对应层的实体叫做对等进程。在对等进程利用协定进行通信时，实际上并不是直接将数据从一台机器的第N层传送到另一台机器的第N层，而是每一层都把数据连同该层的控制信息打包交给它的下一层，它的下一层把这些内容看做数据，再加上它这一层的控制信息一起交给更下一层，依此类推，直到最下层。最下层是物理介质，它进行实际的通信。相邻层之间有接口，接口定义下层向上层提供的原语操作和服务。相邻层之间要交换信息，对等接口必须有一致同意的规则。层和协定的集合被称为网路体系结构。 每一层中的活动元素通常称为实体，实体既可以是软体实体，也可以是硬体实体。第N层实体实现的服务被第N+1层所使用。在这种情况下，第N层称为服务提供者，第N+1层称为服务用户。 服务是在服务接入点提供给上层使用的。服务可分为面向连线的服务和面向无连线的服务，它在形式上是由一组原语来描述的。这些原语可供访问该服务的用户及其他实体使用。

名词定义

IP IP层接收由更低层（网路接口层例如乙太网设备驱动程式）发来的数据包，并把该数据包传送到更高层---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否按顺序传送的或者有没有被破坏，IP数据包中含有传送它的主机的地址（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位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传送来的。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包好像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线。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。 TCP TCP是面向连线的通信协定，通过三次握手建立连线，通讯完成时要拆除连线，由于TCP是面向连线的所以只能用于端到端的通讯。 TCP提供的是一种可靠的数据流服务，采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。TCP还采用一种称为“滑动视窗”的方式进行流量控制，所谓视窗实际表示接收能力，用以限制传送方的传送速度。 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线。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将它的信息送到更高层的应用程式，例如Tel的服务程式和客户程式。应用程式轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱动程式和物理介质，最后到接收方。 面向连线的服务（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（传送和接收域名资料库），但使用UDP传送有关单个主机的信息。 UDP UDP是面向无连线的通讯协定，UDP数据包括目的连线埠号和源连线埠号信息，由于通讯不需要连线，所以可以实现广播传送。 UDP通讯时不需要接收方确认，属于不可靠的传输，可能会出现丢包现象，实际套用中要求程式设计师编程验证。 UDP与TCP位于同一层，但它不管数据包的顺序、错误或重发。因此，UDP不被套用于那些使用虚电路的面向连线的服务，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（网路时间协定）和DNS（DNS也使用TCP）。 欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易，因为UDP没有建立初始化连线（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。 ICMPICMP与IP位于同一层，它被用来传送IP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连线‘体面地’终止。PING是最常用的基于ICMP的服务。通讯连线埠 TCP和UDP服务通常有一个客户/伺服器的关系，例如，一个Tel服务进程开始在系统上处于空闲状态，等待着连线。用户使用Tel客户程式与服务进程建立一个连线。客户程式向服务进程写入信息，服务进程读出信息并发出回响，客户程式读出回响并向用户报告。因而，这个连线是双工的，可以用来进行读写。 两个系统间的多重Tel连线是如何相互确认并协调一致呢？TCP或UDP连线唯一地使用每个信息中的如下四项进行确认： 源IP位址 传送包的IP位址。 目的IP位址 接收包的IP位址。 源连线埠 源系统上的连线的连线埠。 目的连线埠 目的系统上的连线的连线埠。 连线埠是一个软体结构，被客户程式或服务进程用来传送和接收信息。一个连线埠对应一个16比特的数。服务进程通常使用一个固定的连线埠，例如，SMTP使用25、Xwindows使用6000。这些连线埠号是‘广为人知’的，因为在建立与特定的主机或服务的连线时，需要这些地址和目的地址进行通讯。 数据格式 数据帧：帧头+IP数据包+帧尾 （帧头包括源和目标主机MAC初步地址及类型，帧尾是校验字） IP数据包：IP头部+TCP数据信息（IP头包括源和目标主机IP位址、类型、生存期等） TCP数据信息：TCP头部+实际数据 （TCP头包括源和目标主机连线埠号、顺序号、确认号、校验字等）

IP位址

在Inter上连线的所有计算机，从大型机到微型计算机都是以独立的身份出现，我们称它为主机。为了实现各主机间的通信，每台主机都必须有一个唯一的网路地址。就好像每一个住宅都有唯一的门牌一样，才不至于在传输资料时出现混乱。 Inter的网路地址是指连入Inter网路的计算机的地址编号。所以，在Inter网路中，网路地址唯一地标识一台计算机。 我们都已经知道，Inter是由几千万台计算机互相连线而成的。而我们要确认网路上的每一台计算机，靠的就是能唯一标识该计算机的网路地址，这个地址就叫做IP（Inter Protocol的简写）地址，即用Inter协定语言表示的地址。 在Inter里，IP位址是一个32位的二进制地址，为了便于记忆，将它们分为4组，每组8位，由小数点分开，用四个位元组来表示，而且，用点分开的每个位元组的数值范围是0~255，如202.116.0.1，这种书写方法叫做点数表示法（计算机网路中称之为点分十进制）。

沿革

产生背景

在阿帕网（ARPA）产生运作之初，通过接口信号处理机实现互联的电脑并不多，大部分电脑相互之间不兼容。在一台电脑上完成的工作，很难拿到另一台电脑上去用，想让硬体和软体都不一样的电脑联网，也有很多困难。当时美国的状况是，陆军用的电脑是DEC系列产品，海军用的电脑是Honeywell中标机器，空军用的是IBM公司中标的电脑，每一个军种的电脑在各自的系里都运行良好，但却有一个大弊病：不能共享资源。 当时科学家们提出这样一个理念：“所有电脑生来都是平等的。”为了让这些“生来平等”的电脑能够实现“资源共享”就得在这些系统的标准之上，建立一种大家共同都必须遵守的标准，这样才能让不同的电脑按照一定的规则进行“谈判”，并且在谈判之后能“握手”。 在确定今天网际网路各个电脑之间“谈判规则”过程中，最重要的人物当数瑟夫（Vinton G.Cerf）。正是他的努力，才使今天各种不同的电脑能按照协定上网互联。瑟夫也因此获得了与克莱因罗克（“网际网路之父”）一样的美称“网际网路之父”。 瑟夫从小喜欢标新立异，坚强而又热情。中学读书时，就被允许使用加州大学洛杉矶分校的电脑，他认为“为电脑编程式是个非常激动人心的事，…只要把程式编好，就可以让电脑做任何事情。”1965年，瑟夫从史丹福大学毕业到IBM的一家公司当系统工程师，工作没多久，瑟夫就觉得知识不够用，于是到加州大学洛杉矶分校攻读博士，那时，正逢阿帕网的建立，“接口信号处理机”（IMP）的研试及网路测评中心的建立，瑟夫也成了著名科学家克莱因罗克手下的一位学生。瑟夫与另外三位年轻人（温菲尔德、克罗克、布雷登）参与了阿帕网的第一个节点的联接。此后不久，BBN公司对工作中各种情况发展有很强判断能力、被公认阿帕网建成作出巨大贡献的鲍伯·卡恩（Bob Kahn）也来到了加州大学洛杉矶分校。在那段日子里，往往是卡恩提出需要什么软体，而瑟夫则通宵达旦地把符合要求的软体给编出来，然后他们一起测试这些软体，直至能正常运行。 当时的主要格局是这样的，罗伯茨提出网路思想设计网路布局，卡恩设计阿帕网总体结构，克莱因罗克负责网路测评系统，还有众多的科学家、研究生参与研究、试验。69年9月阿帕网诞生、运行后，才发现各个IMP连线的时候，需要考虑用各种电脑都认可的信号来打开通信管道，数据通过后还要关闭通道。否则这些IMP不会知道什么时候应该接收信号，什么时候该结束，这就是我们所说的通信“协定”的概念。1970年12月制定出来了最初的通信协定由卡恩开发、瑟夫参与的“网路控制协定”（NCP），但要真正建立一个共同的标准很不容易，72年10月国际电脑通信大会结束后，科学家们都在为此而努力。 “包切换”理论为网路之间的联接方式提供了理论基础。卡恩在自己研究的基础上，认识到只有深入理解各种作业系统的细节才能建立一种对各种作业系统普适的协定，73年卡恩请瑟夫一起考虑这个协定的各个细节，他们这次合作的结果产生了在开放系统下的所有网民和网管人员都在使用的“传输控制协定”（TCP，Transmission-Control Protocol）和“网际网路协定”（IP，Inter Protocol）即TCP/IP协定。 通俗而言：TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给网际网路的每一台电脑规定一个地址。1974年12月，卡恩、瑟夫的第一份TCP协定详细说明正式发表。当时美国国防部与三个科学家小组签定了完成TCP/IP的协定，结果由瑟夫领衔的小组捷足先登，首先制定出了通过详细定义的TCP/IP协定标准。当时作了一个试验，将信息包通过点对点的卫星网路，再通过陆地电缆，再通过卫星网路，再由地面传输，贯串欧洲和美国，经过各种电脑系统，全程9.4万公里竟然没有丢失一个数据位，远距离的可靠数据传输证明了TCP/IP协定的成功。 1983年1月1日，运行较长时期曾被人们习惯了的NCP被停止使用，TCP/IP协定作为网际网路上所有主机间的共同协定，从此以后被作为一种必须遵守的规则被肯定和套用。

开发过程

在构建了阿帕网先驱之后，DARPA开始了其他数据传输技术的研究。NCP诞生后两年，1972年，罗伯特·卡恩（Robert E. Kahn）被DARPA的信息技术处理办公室雇佣，在那里他研究卫星数据包网路和地面无线数据包网路，并且意识到能够在它们之间沟通的价值。在1973年春天，已有的ARPANET网路控制程式（NCP）协定的开发者文顿·瑟夫（Vinton Cerf）加入到卡恩为ARPANET设计下一代协定而开发开放互连模型的工作中。 到了1973年夏天，卡恩和瑟夫很快就开发出了一个基本的改进形式，其中网路协定之间的不同通过使用一个公用网际网路协定而隐藏起来，并且可靠性由主机保证而不是像ARPANET那样由网路保证。（瑟夫称赞Hubert Zimmerman和Louis Pouzin（CYCLADES网路的设计者）在这个设计上发挥了重要影响。） 由于网路的作用减少到最小的程度，就有可能将任何网路连线到一起，而不用管它们不同的特点，这样就解决了卡恩最初的问题。（一个流行的说法提到瑟夫和卡恩工作的最终产品TCP/IP将在运行“两个罐子和一根弦”上，实际上它已经用在信鸽上。一个称为 网关（后来改为路由器以免与网关混淆）的计算机为每个网路提供一个接口并且在它们之间来回传输数据包。 这个设计思想更细的形式由瑟夫在斯坦福的网路研究组的1973年–1974年期间开发出来。（处于同一时期的诞生了PARC通用包协定组的施乐PARC早期网路研究工作也有重要的技术影响；人们在两者之间摇摆不定。） DARPA于是与BBN、斯坦福和伦敦大学签署了协定开发不同硬体平台上协定的运行版本。有四个版本被开发出来——TCP v1、TCP v2、在1978年春天分成TCP v3和IP v3的版本，后来就是稳定的TCP/IP v4——网际网路仍然使用的标准协定。 1975年，两个网路之间的TCP/IP通信在斯坦福和伦敦大学学院（UCL）之间进行了测试。1977年11月，三个网路之间的TCP/IP测试在美国、英国和挪威之间进行。在1978年到1983年间，其他一些TCP/IP原型在多个研究中心之间开发出来。ARPANET完全转换到TCP/IP在1983年1月1日发生。[1] 1984年，美国国防部将TCP/IP作为所有计算机网路的标准。1985年，网际网路架构理事会举行了一个三天有250家厂商代表参加的关于计算产业使用TCP/IP的工作会议，帮助协定的推广并且引领它日渐增长的商业套用。 2005年9月9日卡恩和瑟夫由于他们对于美国文化做出的卓越贡献被授予总统自由勋章。

IPV4

IPv4，是网际网路协定（Inter Protocol，IP）的第四版，也是第一个被广泛使用，构成现今网际网路技术的基石的协定。1981年Jon Postel 在RFC791中定义了IP，Ipv4可以运行在各种各样的底层网路上，比如端对端的串列数据链路（PPP协定和SLIP协定） ，卫星链路等等。区域网路中最常用的是乙太网。 传统的TCP/IP协定基于IPV4属于第二代网际网路技术，核心技术属于美国。它的最大问题是网路地址资源有限，从理论上讲，编址1600万个网路、40亿台主机。但采用A、B、C三类编址方式后，可用的网路地址和主机地址的数目大打折扣，以至IP位址已经枯竭。其中北美占有3/4，约30亿个，而人口最多的亚洲只有不到4亿个，中国截止2010年6月IPv4地址数量达到2.5亿，落后于4.2亿网民的需求。虽然用动态IP及Nat地址转换等技术实现了一些缓冲，但IPV4地址枯竭已经成为不争的事实。在此，专家提出IPV6的网际网路技术，也正在推行，但IPV4的使用过过渡到IPV6需要很长的一段过渡期。中国主要用的就是ip4，在win7中已经有了ipv6的协定不过对于中国的用户们来说可能很久以后才会用到吧。 传统的TCP/IP协定基于电话宽频以及乙太网的电器特性而制定的，其分包原则与检验占用了数据包很大的一部分比例造成了传输效率低，网路正向着全光纤网路高速乙太网方向发展，TCP/IP协定不能满足其发展需要。 1983年TCP/IP协定被ARPA采用，直至发展到后来的网际网路。那时只有几百台计算机互相联网。到1989年联网计算机数量突破10万台，并且同年出现了1.5Mbit/s的骨干网。因为IANA把大片的地址空间分配给了一些公司和研究机构，90年代初就有人担心10年内IP位址空间就会不够用，并由此导致了IPv6 的开发。

IPv6

IPv6是Inter Protocol Version 6的缩写，其中Inter Protocol译为“网际网路协定”。IPv6是IETF（网际网路工程任务组，Inter Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协定（IPv4）的下一代IP协定。 与IPV4相比，IPV6具有以下几个优势： 一、IPv6具有更大的地址空间。IPv4中规定IP位址长度为32，即有2^32-1（符号^表示升幂，下同）个地址；而IPv6中IP位址的长度为128，即有2^128-1个地址。 二、IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类（Aggregation）的原则，这使得路由器能在路由表中用一条记录（Entry）表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。 三、IPv6增加了增强的组播（Multicast）支持以及对流的控制（Flow Control），这使得网路上的多媒体套用有了长足发展的机会，为服务质量（QoS，Quality of Service）控制提供了良好的网路平台。 四、IPv6加入了对自动配置（Auto Configuration）的支持。这是对DHCP协定的改进和扩展，使得网路（尤其是区域网路）的管理更加方便和快捷。 五、IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6网路中用户可以对网路层的数据进行加密并对IP报文进行校验，极大的增强了网路的安全性。

网路参考模型

OSI参考模型

OSI参考模型是ISO的建议，它是为了使各层上的协定国际标准化而发展起来的。OSI参考模型全称是开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model）。这一参考模型共分为七层：物理层、数据链路层、网路层、传输层、会话层、表示层和套用层，如图1所示。 图1 OSI参考模型 物理层（Physical Layer）主要是处理机械的、电气的和过程的接口，以及物理层下的物理传输介质等。 数据链路层（Data Link Layer）的任务是加强物理层的功能，使其对网路层显示为一条无错的线路。 网路层（Neork Layer）确定分组从源端到目的端的路由选择。路由可以选用网路中固定的静态路由表，也可以在每一次会话时决定，还可以根据当前的网路负载状况，灵活地为每一个分组分别决定。 传输层（Transport Layer）从会话层接收数据，并传输给网路层，同时确保到达目的端的各段信息正确无误，而且使会话层不受硬体变化的影响。通常，会话层每请求建立一个传输连线，传输层就会为其创建一个独立的网路连线。但如果传输连线需要一个较高的吞吐量，传输层也可以为其创建多个网路连线，让数据在这些网路连线上分流，以提高吞吐量。而另一方面，如果创建或维持一个独立的网路连线不合算，传输层也可将几个传输连线复用到同一个网路连线上，以降低费用。除了多路复用，传输层还需要解决跨网路连线的建立和拆除，并具有流量控制机制。 会话层（Session Layer）允许不同机器上的用户之间建立会话关系，既可以进行类似传输层的普通数据传输，也可以被用于远程登录到分时系统或在两台机器间传递档案。 表示层（Presentation Layer）用于完成一些特定的功能，这些功能由于经常被请求，因此人们希望有通用的解决办法，而不是由每个用户各自实现。 套用层（Application Layer）中包含了大量人们普遍需要的协定。不同的档案系统有不同的档案命名原则和不同的文本行表示方法等，不同的系统之间传输档案还有各种不兼容问题，这些都将由套用层来处理。此外，套用层还有虚拟终端、电子邮件和新闻组等各种通用和专用的功能。

TCP与IP模型

TCP/IP参考模型是首先由ARPANET所使用的网路体系结构。这个体系结构在它的两个主要协定出现以后被称为TCP/IP参考模型（TCP/IP Reference Model）。这一网路协定共分为四层：网路访问层、网际网路层、传输层和套用层，如图2所示。 图2 TCP/IP参考模型 网路访问层（Neork Aess Layer）在TCP/IP参考模型中并没有详细描述，只是指出主机必须使用某种协定与网路相连。 网际网路层（Inter Layer）是整个体系结构的关键部分，其功能是使主机可以把分组发往任何网路，并使分组独立地传向目标。这些分组可能经由不同的网路，到达的顺序和传送的顺序也可能不同。高层如果需要顺序收发，那么就必须自行处理对分组的排序。网际网路层使用网际网路协定（IP，Inter Protocol）。TCP/IP参考模型的网际网路层和OSI参考模型的网路层在功能上非常相似。 传输层（Transport Layer）使源端和目的端机器上的对等实体可以进行会话。在这一层定义了两个端到端的协定：传输控制协定（TCP，Transmission Control Protocol）和用户数据报协定（UDP，User Datagram Protocol）。TCP是面向连线的协定，它提供可靠的报文传输和对上层套用的连线服务。为此，除了基本的数据传输外，它还有可靠性保证、流量控制、多路复用、优先权和安全性控制等功能。UDP是面向无连线的不可靠传输的协定，主要用于不需要TCP的排序和流量控制等功能的应用程式。 套用层（Application Layer）包含所有的高层协定，包括：虚拟终端协定（TELNET，TELecommunications NETwork）、档案传输协定（FTP，File Transfer Protocol）、电子邮件传输协定（SMTP，Simple Mail Transfer Protocol）、域名服务（DNS，Domain Name Service）、网上新闻传输协定（NNTP，Net News Transfer Protocol）和超文本传送协定（HTTP，HyperText Transfer Protocol）等。TELNET允许一台机器上的用户登录到远程机器上，并进行工作；FTP提供有效地将档案从一台机器上移到另一台机器上的方法；SMTP用于电子邮件的收发；DNS用于把主机名映射到网路地址；NNTP用于新闻的发布、检索和获取；HTTP用于在上获取主页。

层次

TCP/IP协定不是TCP和IP这两个协定的合称，而是指网际网路整个TCP/IP协定族。TCP/IP协定模组关系 从协定分层模型方面来讲，TCP/IP由四个层次组成：网路接口层、网路层、传输层、套用层。 TCP/IP协定并不完全符合OSI的七层参考模型，OSI（Open System Interconnect）是传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协定的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体在相同的层次上相互通信。这7层是：物理层、数据链路层（网路接口层）、网路层（网路层）、传输层（传输层）、会话层、表示层和套用层（套用层）。而TCP/IP通讯协定采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网路来完成自己的需求。由于ARPANET的设计者注重的是网路互联，允许通信子网（网路接口层）采用已有的或是将来有的各种协定，所以这个层次中没有提供专门的协定。实际上，TCP/IP协定可以通过网路接口层连线到任何网路上，例如X.25交换网或IEEE802区域网路。 注意tcp本身不具有数据传输中噪音导致的错误检测功能,但是有实现逾时的错误重传功能; TCP/IP结构对应OSI TCP/IPOSI 套用层 套用层
表示层
会话层 主机到主机层（TCP）（又称传输层） 传输层 网路层（IP）（又称互联层） 网路层 网路接口层（又称链路层） 数据链路层 物理层

网路接口层

物理层是定义物理介质的各种特性： 1、机械特性； 2、电子特性； 3、功能特性； 4、规程特性。 数据链路层是负责接收IP数据包并通过网路传送，或者从网路上接收物理帧，抽出IP数据包，交给IP层。 ARP是正向地址解析协定，通过已知的IP，寻找对应主机的MAC地址。 RARP是反向地址解析协定，通过MAC地址确定IP位址。比如无盘工作站还有DHCP服务。 常见的接口层协定有： Ether 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame relay、HDLC、PPP ATM等。

网路层

负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。 处理来自传输层的分组传送请求，收到请求后，将分组装入IP数据报，填充报头，选择去往信宿机的路径，然后将数据报发往适当的网路接口。 处理输入数据报：首先检查其合法性，然后进行寻径--假如该数据报已到达信宿机，则去掉报头，将剩下部分交给适当的传输协定；假如该数据报尚未到达信宿，则转发该数据报。 处理路径、流控、拥塞等问题。 网路层包括：IP（Inter Protocol）协定、ICMP（Inter Control Message Protocol） 控制报文协定、ARP（Address Resolution Protocol）地址转换协定、RARP（Reverse ARP）反向地址转换协定。 IP是网路层的核心，通过路由选择将下一条IP封装后交给接口层。IP数据报是无连线服务。 ICMP是网路层的补充，可以回送报文。用来检测网路是否通畅。 Ping命令就是传送ICMP的echo包，通过回送的echo relay进行网路测试。

传输层

提供应用程式间的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供可靠传输。为实现后者，传输层协定规定接收端必须发回确认，并且假如分组丢失，必须重新传送，即耳熟能详的“三次握手”过程，从而提供可靠的数据传输。 传输层协定主要是：传输控制协定TCP（Transmission Control Protocol）和用户数据报协定UDP（User Datagram protocol）。

套用层

向用户提供一组常用的应用程式，比如电子邮件、档案传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协定提供在网路其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字元的虚拟终端。档案传输访问FTP使用FTP协定来提供网路内机器间的档案拷贝功能。 套用层协定主要包括如下几个：FTP、TELNET、DNS、SMTP、NFS、HTTP。 FTP（File Transfer Protocol）是档案传输协定，一般上传下载用FTP服务，数据连线埠是20H，控制连线埠是21H。 Tel服务是用户远程登录服务，使用23H连线埠，使用明码传送，保密性差、简单方便。 DNS（Domain Name Service）是域名解析服务，提供域名到IP位址之间的转换，使用连线埠53。 SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）是简单邮件传输协定，用来控制信件的传送、中转，使用连线埠25。 NFS（Neork File System）是网路档案系统，用于网路中不同主机间的档案共享。 HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是超文本传输协定，用于实现网际网路中的服务，使用连线埠80。 总结 OSI中的层功能TCP/IP协定族 套用层 档案传输，电子邮件，档案服务，虚拟终端 TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Tel 等等 表示层 数据格式化，代码转换，数据加密 没有协定 会话层 解除或建立与别的接点的联系 没有协定 传输层 提供端对端的接口 TCP，UDP 网路层 为数据包选择路由 IP，ICMP，OSPF，EIGRP，IGMP 数据链路层 传输有地址的帧以及错误检测功能 SLIP，CSLIP，PPP，MTU 物理层 以二进制数据形式在物理媒体上传输数据 ISO2110，IEEE802，IEEE802.2 网路层中的协定主要有IP，ICMP，IGMP等，由于它包含了IP协定模组，所以它是所有基于TCP/IP协定网路的核心。在网路层中，IP模组完成大部分功能。ICMP和IGMP以及其他支持IP的协定帮助IP完成特定的任务，如传输差错控制信息以及主机/路由器之间的控制电文等。网路层掌管着网路中主机间的信息传输。 传输层上的主要协定是TCP和UDP。正如网路层控制着主机之间的数据传递，传输层控制着那些将要进入网路层的数据。两个协定就是它管理这些数据的两种方式：TCP是一个基于连线的协定；UDP则是面向无连线服务的管理方式的协定。

特点

主要特点

（1）TCP/IP协定不依赖于任何特定的计算机硬体或作业系统，提供开放的协定标准，即使不考虑Inter，TCP/IP协定也获得了广泛的支持。所以TCP/IP协定成为一种联合各种硬体和软体的实用系统。 （2）TCP/IP协定并不依赖于特定的网路传输硬体，所以TCP/IP协定能够集成各种各样的网路。用户能够使用乙太网（Ether）、令牌环网（Token Ring Neork）、拨号线路（Dial-up line）、X.25网以及所有的网路传输硬体。 （3）统一的网路地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有惟一的地址 （4）标准化的高层协定，可以提供多种可靠的用户服务。

协定优势

在长期的发展过程中，IP逐渐取代其他网路。这里是一个简单的解释。IP传输通用数据。数据能够用于任何目的，并且能够很轻易地取代以前由专有数据网路传输的数据。下面是一个普通的过程： 一个专有的网路开发出来用于特定目的。如果它工作很好，用户将接受它。 为了便利提供IP服务，经常用于访问电子邮件或者聊天，通常以某种方式通过专有网路隧道实现。隧道方式最初可能非常没有效率，因为电子邮件和聊天只需要很低的频宽。 通过一点点的投资IP 基础设施逐渐在专有数据网路周边出现。 用IP取代专有服务的需求出现，经常是一个用户要求。 IP替代品过程遍布整个网际网路，这使IP替代品比最初的专有网路更加有价值（由于网路效应）。 专有网路受到压制。许多用户开始维护使用IP替代品的复制品。 IP包的间接开销很小，少于1%，这样在成本上非常有竞争性。人们开发了一种能够将IP带到专有网路上的大部分用户的不昂贵的传输媒介。 大多数用户为了削减开销，专有网路被取消。

主要缺点

第一，它在服务、接口与协定的区别上就不是很清楚。一个好的软体工程应该将功能与实现方法区分开来，TCP/IP恰恰没有很好地做到这点，就使得TCP/IP参考模型对于使用新的技术的指导意义是不够的。TCP/IP参考模型不适合于其他非TCP/IP协定簇。 第二，主机-网路层本身并不是实际的一层，它定义了网路层与数据链路层的接口。物理层与数据链路层的划分是必要和合理的，一个好的参考模型应该将它们区分开，而TCP/IP参考模型却没有做到这点。