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tcp ip协议简要分析论文

tcp ip协议简要分析论文(谁能简单明了的描述一下tcp/ip协议原理及应用,谢谢各位大神了)

admin admin 发表于2024-03-05 06:35:55 浏览30 评论0

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谁能简单明了的描述一下tcp/ip协议原理及应用,谢谢各位大神了

你要简洁明了是吧,我就简洁明了地给你讲。 TCP/IP是互联网上广泛使用的两种协议,其一是IP,其二是TCP。 IP是啥?IP协议规定每台联网设备有独一无二的IP地址。然后IP协议有办法找到任何一个IP地址对应的联网设备,即使它可能在地球另一边,就好比你随便拿一个家庭住址一定能找到这户人一样。这样,互联网上任意两个联网设备之间都可以交流了。 TCP是啥?首先你要理解,真正要进行通信的不是电脑,而是程序。你看网页就是浏览器这个程序和服务器上的Apache程序之间的通信;你上QQ就是QQ这个程序和服务器上对应的后台程序之间的通信。问题是一台联网设备上有很多程序,它们用同一个IP地址,那么设备怎么知道收/发的信息应该给哪个程序?这就要TCP协议给不同的程序分配端口号。比如看网页通常用80号端口,发邮件通常用25号端口等等,于是这些程序就能区分开了。 应用?几乎你在网上做的所有事情都用到这两个协议。

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TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写,中文译名为传输控制协议/互联网络协议)协议是Internet最基本的协议,简单地说,就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的。 众所周知,如今电脑上因特网都要作TCP/IP协议设置,显然该协议成了当今地球村“人与人”之间的“牵手协议”。 1997年,为了褒奖对因特网发展作出突出贡献的科学家,并对TCP/IP协议作出充分肯定,美国授予为因特网发明和定义TCP/IP协议的文顿·瑟夫和卡恩“国家技术金奖”。这无疑使人们认识到TCP/IP协议的重要性。 在阿帕网(ARPR)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,想让硬件和软件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”。 在确定今天因特网各个电脑之间“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议上网互联。瑟夫也因此获得了与克莱因罗克(“因特网之父”)一样的美称“互联网之父”。 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“为电脑编程序是个非常激动人心的事,…只要把程序编好,就可以让电脑做任何事情。”1965年,瑟夫从斯坦福大学毕业到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)的研试及网络测评中心的建立,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件,而瑟夫则通宵达旦地把符合要求的软件给编出来,然后他们一起测试这些软件,直至能正常运行。当时的主要格局是这样的,罗伯茨提出网络思想设计网络布局,卡恩设计阿帕网总体结构,克莱因罗克负责网络测评系统,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连接的时候,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,这就是我们现在所说的通信“协议”的概念。70年12月制定出来了最初的通信协议j 由卡恩开发、瑟夫参与的“网络控制协议”(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”理论为网络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操作系统的细节才能建立一种对各种操作系统普适的协议,73年卡恩请瑟夫一起考虑这个协议的各个细节,他们这次合作的结果产生了目前在开放系统下的所有网民和网管人员都在使用的“传输控制协议”(TCP,Transsmission-Control Protocol)和“因特网协议”(IP,Internet Protocol)即TCP/IP协议。 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是给因特网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协议详细说明正式发表。当时美国国防部与三个科学家小组签定了完成TCP/IP的协议,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协议标准。当时作了一个试验,将信息包通过点对点的卫星网络,再通过陆地电缆,再通过卫星网络,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协议的成功。 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协议作为因特网上所有主机间的共同协议,从此以后被作为一种必须遵守的规则被肯定和应用。正是由于TCP/IP协议,才有今天“地球村”因特网的巨大发展。

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什么是TCP/IP协议 TCP/IP协议(Transfer Controln Protocol/Internet Protocol)叫做传输控制/网际协议,又叫网络通讯协议,这个协议是Internet国际互联网络的基础。 TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议,传输控制协议(TCP)和网际协议(IP),但TCP/IP实际上是一组协议,它包括上百个各种功能的协议,如:远程登录、文件传输和电子邮件等,而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族,而不单单是TCP和IP。 TCP/IP是用于计算机通信的一组协议,我们通常称它为TCP/IP协议族。它是70年代中期美国国防部为其ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准,以它为基础组建的INTERNET是目前国际上规模最大的计算机网络,正因为INTERNET的广泛使用,使得TCP/IP成了事实上的标准。 之所以说TCP/IP是一个协议族,是因为TCP/IP协议包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNETFTP、SMTP、ARP、TFTP等许多协议,这些协议一起称为TCP/IP协议。以下我们对协议族中一些常用协议英文名称和用途作一介绍: TCP(Transport Control Protocol)传输控制协议 IP(Internetworking Protocol)网间网协议 UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议 ICMP(Internet Control Message Protocol)互联网控制信息协议 SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传输协议 SNMP(Simple Network manage Protocol)简单网络管理协议 FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议 ARP(Address Resolation Protocol)地址解析协议 从协议分层模型方面来讲,TCP/IP由四个层次组成:网络接口层、网间网层、传输层、应用层。 其中: 网络接口层 这是TCP/IP软件的最低层,负责接收IP数据报并通过网络发送之,或者从网络上接收物理帧,抽出IP数据报,交给IP层。 网间网层 负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。一、处理来自传输层的分组发送请求,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络接口。二、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议;假如该数据报尚未到达信宿,则转发该数据报。三、处理路径、流控、拥塞等问题。 传输层 提供应用程序间的通信。其功能包括:一、格式化信息流;二、提供可靠传输。为实现后者,传输层协议规定接收端必须发回确认,并且假如分组丢失,必须重新发送。 应用层 向用户提供一组常用的应用程序,比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。远程登录TELNET使用TELNET协议提供在网络其它主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。 前面我们已经学过关于OSI参考模型的相关概念,现在我们来看一看,相对于七层协议参考模型,TCP/IP协议是如何实现网络模型的。 数据链路层包括了硬件接口和协议ARP,RARP,这两个协议主要是用来建立送到物理层上的信息和接收从物理层上传来的信息; 网络层中的协议主要有IP,ICMP,IGMP等,由于它包含了IP协议模块,所以它是所有机遇TCP/IP协议网络的核心。在网络层中,IP模块完成大部分功能。ICMP和IGMP以及其他支持IP的协议帮助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。网络层掌管着网络中主机间的信息传输。 传输层上的主要协议是TCP和UDP。正如网络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络层的数据。两个协议就是它管理这些数据的两种方式:TCP是一个基于连接的协议(还记得我们在网络基础中讲到的关于面向连接的服务和面向无连接服务的概念吗?忘了的话

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随着近年来SIP协议受到通信界的普遍关注,在互联网界不断开发和完善SIP协议应用的同时。电信界也开始看好该协议,国际著名的无线通信组织3GPP在Release5的IMS(IP多媒体子系统)中宣布以SIP为核心协议,ETSI又在其NGN体系中采用了IMS,SIP协议大有成为下一代网络核心协议的趋势。SIP服务器作为SIP系统中的核心实体,在不同的应用场景中其功能和性能指标上都有一定的差异,但是在其应用的初期应首先针对各种场景中共性的部分作出统一规定,以便为电信运营商提供必要的技术参考,同时为设备生产厂商提供设备开发的技术依据。从而有利于电信网向下一代网络过渡的良性发展。 SIP服务器设备技术要求规定了SIP服务器设备的通用技术要求,包括功能要求、业务要求、接口要求、协议要求、通信流程、操作维护与网管要求、性能及可靠性指标、互通要求、电源与接地要求、环境要求等方面的通用技术要求,对于SIP服务器在一些特定场景中的特定要求将结合实际发展情况进行分别研究。 2、SIP介绍 SIP网络结构示意及SIP服务器在SIP网络中的位置如图1所示,用于向SIP网络中的用户提供语音和视频等业务。SIP网络中的主要功能实体包括:SIP服务器、用户终端、AAA服务器、网管服务器、应用服务器、域名服务器和媒体服务器等。网络运营商可根据实际运营需要,选择合适的功能实体向用户提供语音和视频等业务。 SIP网络通过互通单元(IWF)可实现与DN/PLMN网络、H.323网络或软交换网络的互通。IWF为逻辑功能实体,其功能可以内嵌于SIP服务器中,也可以由软交换设备或其他功能实体如SIP网关实现。当IWF没有内嵌于SIP服务器时,SIP服务器与IWF之间的接口协议为SIP协议。不同运营商SIP网络之间的互联互通可以通过IWF实现。SIP服务器设备技术要求对IWF的具体实现不进行规定。 下面给出图中几个术语的定义,其他设备的说明可参见软交换系列技术规范中的规定。 SIP服务器(SIP Server):SIP网络中提供呼叫控制、呼叫路由、用户管理等功能的网络设备。 用户代理(User Agent):包括SIP用户代理客户端(UAC)和SIP用户代理服务器(UAS)两个部分。UAC用于发起请求,而UAS则用于响应请求。用户代理可以在SIP语音终端、SIP视频终端和SIPIAD等实体上实现。 软交换网络:由软交换设备完成域内用户的注册、呼叫控制、路由、认证计费等功能的网络。 3、SIP基本功能要求 SIP服务器采用IP承载方式,提供的功能有:呼叫控制和处理功能、业务提供/支持功能、用户管理功能、协议处理功能、路由处理、接入认证、计费信息采集、操作维护/网管功能、互通功能、安全功能(可选)、黑白名单功能、拥塞控制功能(可选)。 SIP服务器的功能结构图如图2所示。 图2 SIP服务器功能结构图 3.1 呼叫控制和处理功能 SIP服务器可以为基本业务/多媒体业务完成呼叫建立、维持和释放等控制功能,包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等。SIP服务器应支持基本的两方呼叫控制功能和多方呼叫控制功能。多方呼叫的会议桥资源功能应通过媒体服务器完成。 3.2 业务提供/支持功能 SIP服务器应支持基本的语音业务和多媒体业务,还应该支持传统PSTN补充业务和数据、多媒体相关业务。SIP服务器向域内用户提供传统智能网业务需通过软交换设备实现与传统智能网互通。因此,SIP域内可提供的传统智能网业务与软交换设备提供的智能网业务相关,规范中不作具体规定。另外,由于SIP协议在支持用户代理拍叉簧,*,#信号上报等方面还没有明确规定。因此规范中并不要求通过SIP协议实现补充业务的操作方式。SIP服务器可以通过应用服务器或PARLAY网关。提供多种增值业务和智能业务。 3.3 协议处理功能 在协议处理能力方面,SIP服务器应支持SIP,SDP,SNMP,Telnet等协议,可选支持有RADIUS,Diameter协议。SIP服务器所采用的SIP协议必须支持UDP和TCP承载,无论SIP协议采用TCP或UDP承载,缺省端口号为5060。 3.4 路由处理功能 (1)SIP服务器应可以完成域名至IP地址的转换功能。但SIP服务器应实现请求消息重定向功能。 (2)SIP服务器应支持向域名服务器进行域名查询功能。 (3)对于号码分析和存储功能,要求SIP服务器支持存储主叫号码20位、被叫号码24位,并能扩充到28位号码的能力,具有分析10位号码然后选取路由的能力,具有在任意位置增、删号码的能力。 3.5 操作维护/网管功能 操作维护系统是SIP服务器中负责系统的管理和操作维护的部分,是用户使用、配置、管理、监视SIP服务器的工具集合。SIP服务器应既能支持本地维护和远程维护管理,又可以通过内部的SNMP代理模块与支持SNMP协议的网管中心进行通信。规范中对于操作维护系统从配置管理、故障管理、话务控制功能、安全管理、统计管理以及人机系统几个方面进行了详细规定。 3.6 接入认证功能 (1)SIP服务器应能对用户的每次呼叫请求进行鉴权,对未通过认证的用户发起的呼叫请求予以拒绝和丢弃。SIP服务器可以将所管辖区域内的用户终端的注册和呼叫信息送往认证中心进行用户认证与授权。 (2)SIP服务器还可以通过AAA服务器,实现对记账卡用户的认证和授权。 (3)SIP服务器应能够支持对动态IP地址配置的用户代理的认证与授权。 3.7 计费信息采集 在计费方面的要求。为提高SIP服务器与现有网络的兼容能力。例如能够在现有电话网的计费系统和现有IP电话网系统中使用,SIP服务器应能够支持CMIS/FTAM协议或FTAM协议、RADIUS协议或Diameter协议、FTP等计费信息的传送协议,具体传送协议的使用由各运营商根据自身网络的特点决定。至于计费方式,SIP服务器至少应具备根据计费对象进行计费信息采集功能,采集的信息包括时长、流量、媒体格式和编码方式等,并负责将采集信息送往计费中心。SIP服务器应至少支持详细话单计费方式,可选支持复式计费、立即计费等功能。SIP服务器应至少提供对主叫号码计费和对账号进行计费。 3.8 SIP服务器支持的通信流程 SIP服务器设备技术要求中还给出了相关通信流程的描述,包括基本的注册流程、成功呼叫流程、可靠临时响应证实流程、异常呼叫流程、呼叫释放流程以及几个典型的补充业务流程等。同时,技术要求还规定,当用户签约信息包含于后台的认证/计费中心时,用户的身份认证和呼叫过程中的计费都需要经过SIP服务器到认证/计费中心完成。SIP服务器设备技术要求中所描述的流程未包含SIP服务器和认证/计费中心之间的交互流程。 4、SIP性能及可靠性要求 4.1 性能要求 呼叫接通率。呼叫接通率是指在一段观察时间内,呼叫接通的次数与总试呼次数的比值。 呼叫处理能力。SIP服务器的呼叫处理能力应通过每小时忙时试呼次数(BHCA)和最大并发处理能力两个指标进行衡量。 时延。时延是指SIP服务器接收到SIP消息后完成消息处理。并实现消息成功转发的时间间隔。 4.2 可靠性指标 运营商一旦采用基于SIP协议的网络系统,由于SIP服务器是其系统中的关键设备,因此对于SIP服务器的可靠性就需要按电信级系统设备进行要求。在SIP服务器设备技术要求中规定如下: SIP服务器必须采用容错技术设计,系统必须达到或超过99.999%的可用性。全系统每年的中断时间小于3min。 要求SIP服务器具有高可靠性和高稳定性(如采用双机备份)。 5、电源和环境要求 考虑到SIP服务器可能会用于不同的场景,因此对其设备电源的要求从直流电源和交流电源两个方面来说明,其中直流电源规定了额定电压、电压波动范围和杂音电压的指标。此外,还对SIP服务器的接地要求进行了规定,包括接地方式、接地要求、接地线截面积、接地电阻和电源冗余度等规定。 环境要求则从温湿度、机房地面的要求、机房的防尘和对有害气体浓度的要求、抗电磁干扰能力、SIP服务器本身产生的电磁干扰要求、抗震要求、运输及仓储要求等进行了详细说明。

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