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教案10-TCPIP协议参考模型


重庆电子工程职业学院授课方案(教案)
课名: 班级: 计算机网络基础 通信 091-0899 教师: 冯思泉

编写时间: 2010.9

课题: 6.1 TCP/IP 参考模型

教学目的及要求: 1. 理解 TCP/IP 参考模型的基本原理 2. 理解分层的功能及协议 教学重点: 教学难点: 教学步骤及内容 :
6.1.1 TCP/IP 协议概述 1. TCP/IP 的发展 TCP/IP 的 英 文 全 称 是 Transmission Control Protocol/Internet Protocol,中文称为传输控制协议/网际协议。 TCP/IP 是用于计算机通信的 一组协议簇, 它是 70 年代中期美国国防部高级计划研究局为其 ARPAnet 网络 开发的网络体系结构和协议标准。 6.1.2 TCP/IP 协议体系结构 1.TCP/IP 参考模型结构 TCP/IP 参考模型采用分层思想将整个网络分为 4 个层次,它们从低到高 分别为网络接口层、网际层、传输层、应用层。TCP/IP 参考模型与 OSI 参考 模型对应关系如图 6-1 所示。

分层的功能及协议 分层的功能及协议 旁批栏:

图 6-1 OSI 与 TCP/IP 对应关系

2.TCP/IP 体系结构各层主要功能 (1)网络接口层 TCP/IP 参考模型的网络接口层对应 OSI 参考模型的物理层和数据链路 层。通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它 们一起处理与电缆(或其它任何传输媒介)的物理接口细节。在 TCP/IP 标准 中并没有定义具体的网络接口层的标准协议, 所以对于 TCP/IP 标准来说具有 旁批栏: 较好的灵活性, 可以使任何网络都可以接入到 TCP/IP 上运行和传递数据, 但 是这些接入的网络必须要保证能够负责数据帧的发送和接收,同时也能够屏 蔽不同的通信介质的具体特性。 (2)网际层 网际层的主要功能是负责处理来自传输层的分组, 将分组封装成 IP 数据 包, 并且负责为该 IP 数据包进行路径选择, 最终将数据包从源站转发到目标 站;同时网际层还要进行必要的流量控制和拥塞控制。 (3)传输层 传输层主要为两台主机上的应用程序之间提供端到端的通信, 提供重发 机制和流量控制功能。在传输层中有两个互不相同的传输协议:传输控制协 议 (Transmission Control Protocol, TCP) 和用户数据报协议 (User Datagram Protocol ,UDP)。这两种传输层协议分别在不同的应用程序中有不同的用 途。 (4)应用层 应用层负责向用户提供调用和访问网络的各种应用程序接口,并为用户 提供各种标准的应用程序和相应的协议。 6.1.3 TCP/IP协议簇 我们通常所说的TCP/IP协议不止包括TCP和IP这两个协议, 在TCP/IP体系 中包含了大量的协议和应用,它是由很多提供不同应用和不同服务的协议组 成的一个大家族, 所以更确切的讲, 我们应该称TCP/IP协议为TCP/IP协议簇。 TCP/IP协议簇如图6-2所示。

图6-2 TCP/IP各层主要协议 1.网际协议IP 网际协议(Internet Protocol,IP)是一个网络层协议,它包含寻址信 息和控制信息,可使数据包在网络中路由。IP协议是TCP/IP协议簇中的主要 网络层协议, 与TCP协议结合组成整个因特网协议的核心协议。 IP协议同样都 适用于LAN和WAN通信。

2.ARP与RARP 计算机网络中各主机之间要进行通信时, 必须要知道彼此的物理地址 (物 理地址处在OSI参考模型的数据链路层)。因此,在TCP/IP网络中,要保证各 种 网 络 都 能 通 过 TCP/IP 进 行 互 联 , 需 要 使 用 地 址 解 析 协 议 ( Address Resolution Protocol,简写为ARP)将主机的IP地址映射成对应的物理地址, 旁批栏: 同理,将主机的物理地址映射成对应的IP地址的协议称为反向地址解析协议 (Reverse Address Resolution Protocol,简写为RARP)。 3.ICMP协议 ICMP是“Internet Control Message Protocol”(Internet控制消息协 议)的缩写。它是TCP/IP协议簇的一个子协议,用于在IP主机、路由器之间 传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等 网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据,但是对于用户数据 的传递起着重要的作用。 4.IGMP协议 英文原义:Internet Group Multicast Protocol,称为Internet组管理 协议。该协议运行于主机和与主机直接相连的组播路由器之间,是IP主机用 来报告多址广播组成员身份的协议。通过IGMP协议,一方面可以通知本地路 由器希望加入并接收某个特定组播组的信息;另一方面,路由器通过IGMP协 议周期性地查询局域网内某个已知组的成员是否处于活动状态。IGMP协议的 主要作用是解决网络上广播时占用带宽的问题。在网络中,当给所有客户端 发出广播信息时,支持IGMP的交换机会将广播信息不经过滤地发给所有客户 端。但是这些信息只需要通过组播的方式传输给某一个部分的客户端。 5.TCP协议 TCP 协议是一个端对端、面向连接的协议。该协议弥补了 IP 协议的某些 不足, 其中比较突出的有两个方面: 一是 TCP 协议能够保证在 IP 数据包丢失 时进行重发, 能够删去重复收到的 IP 数据包, 还能保证准确地按原发送端的 发送顺序重新组装数据;二是 TCP 协议能区别属于同一应用报文的一组 IP 数据包,并能鉴别应用报文的性质。这一功能使得某些具有四层协议功能的 高端路由器可以对 IP 数据包进行流量、优先级、安全管理、负荷分配和复用 等智能控制。 6.UDP 协议 UDP 协议是英文 User Datagram Protocol 的缩写,即用户数据报协议, 主要用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会 议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用 UDP 协议。UDP 协议从问世至今已经被使用了很多年,虽然其最初的光彩已经被一些类似协 议所掩盖,但是即使是在今天,UDP 仍然不失为一项非常实用和可行的网络 传输层协议。 6.1.4 OSI/RM 与 TCP/IP 参考模型的比较 1.TCP/IP 虽然也分层,但层的数量不同; 2.TCP/IP 一开始就考虑到了异种网络的互联问题; 3.TCP/IP 一开始就向用户提供可靠和不可靠的服务; 4.系统中体现智能的位置不同。


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