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TCP / IP协议是高级研究机构网络(ARPANET)及其后续Internet使用的参考模型。ARPANET是由美国国防部(DoD)赞助的一个研究网络。最初，它只连接了美国的四所大学。在接下来的几年里，它通过租用的电话线连接了数百所大学和政府部门。最终，阿帕网发展成为世界上最大的互联网。最初的阿帕网在1990年被永久关闭。TCP / IP参考模型分为应用层、传输层、网络互联层和主机到网络层四层，如图所示。[2]
TCP / IP参考模型的层次结构
TCP / IP参考模型的层次结构
在TCP / IP参考模型中，OSI参考模型中的会话层和表示层被移除(这两层的功能被集成到应用层实现中)。同时，OSI参考模型中的数据链路层和物理层被合并到主机到网络层中，如图所示。每一层的主要功能如下所述。
TCP / IP模型和OSI模型
TCP / IP模型和OSI模型
(1)主机到网络层
事实上，TCP / IP参考模型并没有真正描述这一层的实现，只需要提供一个到其上层网络互联层的访问接口，以便在其上传递IP数据包。由于没有定义此级别，其特定的实现方法将随网络类型的不同而不同。
(2)网络互联层
网络互连层是整个TCP / IP协议的核心。它的功能是向目标网络或主机发送数据包。同时，为了尽快发送数据包，可能需要同时沿不同路径进行数据包传输。因此，包到达和传输的顺序可能不同，这就需要上层对包进行排序。网络互连层定义包的格式和协议，即IP协议。除了路由功能外，互联层还可以互联不同类型的网络(异构网络)。此外，网络互联层还需要完成拥塞控制功能。
(3)传输层
在TCP / IP模型中，传输层的功能是允许源主机和目标主机上的对等实体拥有会话。在传输层定义了两个具有不同QoS的协议。也就是说，传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。
TCP是一种面向连接的可靠协议。它发送字节流从一个主机到互联网上的其他主机没有错误。在发送端，它负责将从上层传输的字节流划分为消息段，并将它们传送到下层。在接收端，它负责重新组织接收到的消息并将其发送到上层。TCP协议还处理端到端流量控制，以避免接收速度慢的接收器没有足够的缓冲区来接收发送方发送的大量数据。
UDP协议是一种无连接的传输层协议，它提供了简单而不可靠的面向事务的信息传输服务。它主要适用于不需要对数据包进行排序和控制的场合。
(4)应用程序层
TCP / IP模型将OSI参考模型中的会话层和表示层的功能组合到应用程序层实现中。应用层为不同的网络应用引入了不同的应用层协议。其中，有基于TCP的协议，如文件传输协议(FTP)、虚拟终端协议(telnet)、超文本传输协议(HTTP)和基于UDP的协议。
协议的特点
TCP / IP协议不依赖于任何特定的计算机硬件或操作系统，并提供了一个开放的协议标准。即使不考虑Internet, TCP / IP协议也得到了广泛的支持。因此，TCP / IP协议已成为各种硬件和软件相结合的实用系统。
TCP / IP协议不依赖于特定的网络传输硬件，因此TCP / IP协议可以集成多种网络。用户可以使用以太网、令牌环网、拨号线、X.25网络和所有网络传输硬件。
统一的网络地址分配方案使整个TCP / IP设备在网络中具有唯一的地址。
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