2.3 TCP/IP体系结构

2.3.1 TCP/IP体系结构的产生

20世纪80年代是OSI参考模型如火如荼的时候，那个时候OSI刚刚提出，许多大公司甚至很多国家政府都明确支持OSI。从表面上看，形势一片大好，将来OSI 一定是国际标准。全世界都将会按照OSI制定的标准来构造自己的计算机。但是10年以后，OSI参考模型黯然失色，TCP/IP体系结构取代它成为事实上的国际标准。其原因有很多，首先是TCP/IP体系结构简单易用，倍受市场青睐。其次，起源美国的因特网起到推波助澜的作用。因为当时OSI模型还没有完全建立起来，使用TCP/IP的因特网已抢先在世界上覆盖了相当大的范围。几乎垄断软硬件制造的美国制造商都纷纷把TCP/IP协议固化到网络设备与网络软件中也是原因之一。当然，概念清楚，体系结构理论完整的OSI 模型也有明显的缺点。OSI协议过分复杂以及OSI 标准的制定周期过长使得它在市场化方面严重失败，甚至现今市场上几乎找不到有什么厂家生产出来的符合OSI标准的商用产品。

经过市场化的洗礼，简单易用的TCP/IP体系结构已经成为事实上的国际标准，现在所有的设备都遵循这个标准。其实这个体系结构早期只是TCP/IP协议而已，它并没有一个明确的体系结构。后来因为TCP/IP协议的广泛使用并成为主流，使得人们开始对其进行归纳整理并形成了一个简单的四层体系结构，它包括：网络接口层、互联层、传输层和应用层。它把OSI冗繁的会话层、表示层、应用层合并为应用层；把数据链路层、物理层合并为网络接口层。TCP/IP体系结构与OSI参考模型的对应关系如图2.4所示。

图2.4 TCP/IP体系结构与OSI参考模型的对应关系

2.3.2 TCP/IP的层次结构

虽然TCP/IP体系结构有很多优点，但它的理论结构并不明晰。比如TCP/IP体系结构并未对网络接口层使用的协议做出强硬规定，它里面使用的协议非常灵活，每种类型的网络都不一样。同时网络接口层还与互联层有一定的交叉，两层都有需要使用IP协议的功能。这样的体系结构学习起来将会难以理解，甚至在一定程度上会发生思维上的混乱。因此在学习计算机网络层次结构的时候，一般采用折中的办法，将各个体系结构的优点集中，形成一种具有五层的体系结构，如图2.5所示。其层次结构为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层。

这种五层的体系结构只是在OSI 七层模型的基础上，把表示层、会话层和应用层的功能合并成应用层。其他的层次无论在名称上还是功能上均不改变，所有层的具体功能可参照2.2.2节OSI参考模型的层次结构。

本书前面几个章节就是按照五层体系结构进行展开的：第4章局域网组建技术属于物理层和链路层。由于物理层包含了许多硬件标准与通信信号规范，而这些都属于通信学的范围，这些内容将不会介绍。主要介绍的是以太网设备（如集线器，网卡和各种网线等），制作网线方法，网络组建技术以及数据链路层所涉及的协议：CSMA/CD 协议，MAC 地址与无线局域网的CSMA/CA 协议等；第5章网络互联技术属于网络层，包括的协议有IP 协议、ARP协议、ICMP协议和IGMP协议、路由器及路由协议等内容；第6章传输层协议属于运输层，主要介绍的协议有面向连接的TCP协议和面向非连接的UDP协议；第7章Windows 2003常用服务器配置与管理属于应用层，将介绍经常用到的HTTP协议、FTP协议、DNS协议，DHCP协议等，利用这些协议才能进行服务器配置与管理。

图2.5 五层的体系结构