TCP/IP プロトコル アーキテクチャの 4 つの層とは何ですか?

TCP/IP プロトコル アーキテクチャの 4 つの層は次のとおりです: 1. データ リンク層; 物理メディア上のデータの送信を処理するネットワーク カード インターフェイスを実装するネットワーク ドライバー。 2. ネットワーク層; データ パケットのルーティングと転送を実装します。 3. トランスポート層。2 つのホスト上のアプリケーションにエンドツーエンド通信を提供します。 4. アプリケーション層; アプリケーションのロジックの処理を担当します。

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は TCP/IP について話しています。プロトコル システム 構造の前に、最初に使用された

OSI 7 層モデルを見てみましょう: 下から上へ、物理層、データリンク層、ネットワーク層、トランスポート層、セッション層、プレゼンテーション層、およびアプリケーション層。

#次の図は、OSI 7 層参照モデルから TCP/IP 4 層アーキテクチャへのプロセスを示しています。

##TCP/IP アーキテクチャの利点: (1) コンピュータネットワークの構造が当初の 7 層から現在の 4 層に簡素化されましたが、機能は削減されません。

(2) 各層は独立しており、接続されています 独立しているのは、その層に問題があっても他の層の動作に影響を与えないためです 接続しているのは、上位層のプロトコルがサービスを使用しているためです下位層プロトコルによって提供されます。

上記のことから、TCP/IP プロトコル スイートは 4 層のプロトコル システムであることがわかります。下から上に、データ リンク層、ネットワーク層、トランスポート層、アプリケーション層です。各層はいくつかのプロトコルを通じて異なる機能を実行し、上位層プロトコルは下位層プロトコルによって提供されるサービスを使用します。次に各層の機能と共通プロトコルについて説明します。

1. データ リンク層

機能: 物理メディア (イーサネット、トークン リングなど) 上のデータを処理するネットワーク カード インターフェイスのネットワーク ドライバーを実装します。 ) 送信上。

対応機器：ネットワークケーブル、ネットワークブリッジ、ハブ、スイッチ

よく使われるプロトコル：

(1) ARP(Address Resolution Protocol)：IPの変換を実現します。アドレスから物理アドレスへ (通常、これは MAC アドレスです (一般に理解されているのは、ネットワーク カード アドレスの変換です)。

(2) RARP (Reverse Address Resolution Protocol): その名の通り、ARP の逆で、物理アドレスから IP アドレスへの変換を実現します。

それでは、何の役に立つのかと誰かが尋ねるでしょう。 ? ?

ARP の目的: ネットワーク層は IP アドレスを使用してマシンを検索しますが、データリンク層は物理アドレスを使用してマシンを検索します。したがって、ネットワーク層は最初にターゲット マシンの IP アドレスを変換する必要がありますデータリンク層によって提供されるサービスを使用するため。

RARP の目的: RARP プロトコルは、ネットワーク上の一部のディスクレス ワークステーションでのみ使用されます。ストレージ デバイスが不足しているため、ディスクレス ワークステーションは自身の IP アドレスを記録できません。ただし、RARP を通じて、物理アドレスから IP アドレスへのアドレス マッピング。

2. ネットワーク層

機能: データ パケットのルーティングと転送を実装します。

対応機器：ルータ

一般的に使用されるプロトコル：

(1) IPプロトコル（インターネットプロトコル）は、宛先IPに基づいてデータパケットを宛先に送信する方法を決定します。アドレス、ターゲットホスト。データ パケットをターゲット ホストに直接送信できない場合、IP プロトコルはそれに適したネクストホップ ルーターを見つけ、データ パケットをそのルーターに渡して転送します。何度も繰り返した後、データ パケットはターゲット ホストに到達するか、または送信失敗により破棄させていただきます。

(2) ICMP プロトコルは、ネットワーク層のもう 1 つの重要なプロトコルであり、IP プロトコルの重要な補足であり、主にネットワーク接続の検出に使用されます。

8 ビット タイプ: ICMP メッセージは 2 つのカテゴリに分類されます: 1 つのタイプは宛先到達不能 (タイプ値 3) やリダイレクト (タイプ値 5) などのエラー メッセージで、もう 1 つのタイプはクエリ メッセージです。 、ネットワーク情報のクエリに使用されます。

一部の ICMP メッセージでは、8 ビット コード フィールドを使用してさまざまな条件を細分化します。たとえば、コード値 0 はネットワーク リダイレクトを示し、コード値 1 はホスト リダイレクトを示します。

16 ビット チェックサム: メッセージ全体 (ヘッダーとコンテンツ部分を含む) に対して巡回冗長検査 (CRC) を実行します。

注: ICMP プロトコルは、IP プロトコルによって提供されるサービスを同じ層で使用するため、厳密な意味ではネットワーク層プロトコルではありません。一般に、上位層プロトコルは、IP プロトコルによって提供されるサービスを使用します。下位層プロトコル。

3. トランスポート層

機能: 2 つのホスト上のアプリケーションにエンドツーエンド通信を提供します。ネットワーク層で使用されるホップバイホップ通信方法とは異なり、トランスポート層は通信の発信元と宛先のみを考慮し、データ パケットの転送プロセスは考慮しません。

主なプロトコル:

(1) TCP プロトコル (伝送制御プロトコル): アプリケーション層に信頼性の高い接続指向のストリーミング サービスを提供します。

(2) UDP プロトコル (ユーザー データグラム プロトコル): アプリケーション層に信頼性の低いコネクションレス型のデータグラム サービスを提供します。 (TCP プロトコルと UDP プロトコルの詳細な説明と違いについては、次の記事で詳しく説明します)

(3) SCTP プロトコル (Stream Control Transmission Protocol) インターネット上で電話信号を送信するために設計されており、ここでは議論しません。詳しく説明してください。

4. アプリケーション層

機能: ファイル転送、名前クエリ、ネットワーク管理など、アプリケーションのロジックの処理を担当します。

注: データ リンク層、ネットワーク層、トランスポート層はネットワーク通信の詳細をコピーして処理するため、これらの部分は安定していて効率的である必要があり、すべてカーネル空間に実装されます (上の図 2 を参照)。アプリケーション層はユーザー空間に実装されますが、多くのロジックを担当するため、カーネルに実装するとカーネルが非常に大きくなります。また、いくつかのサーバー プログラムはカーネルに実装されているため、コードがユーザー空間とカーネル空間の間を行き来する必要がなく (主にデータのコピー)、作業効率が向上します。

一般的に使用されるプロトコル:

(1) OSPF (Open Shortest Path First) プロトコル: ルーター間の通信に使用され、それぞれの経路情報を通知し合う動的経路更新プロトコルです。 。

(2) DNS (ドメイン ネーム サービス) プロトコル: マシンのドメイン名を IP アドレスに変換します。 （例えば www.baidu.com を Baidu の IP に変換する場合は、ドメイン名を入力すれば直接入力できます。ID カードで誰もが一意に識別されるのと同じように、IP アドレスを覚えるのは面倒なので、名前。DNS は名前と ID カードを照合するプロセスです)

(3) Telnet プロトコルは、リモート タスクをローカルで完了できるようにするリモート ログイン プロトコルです。

(4) HTTP プロトコル (ハイパーテキスト転送プロトコル) は、要求および応答モードに基づくステートレスなアプリケーション層プロトコルであり、多くの場合、TCP 接続方法に基づいています。

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