tcp协议栈处理能力(TCP/IP 协议栈包括以下哪些层次?)

TCP/IP协议，或称为TCP/IP协议栈，或互联网协议系列。TCP/IP协议栈(按TCP/IP参考模型划分)应用层 FTP SMTP HTTP ...传输层 TCP UDP网络层 IP ICMP ARP链路层 以太网 令牌环 FDDI ...包含了一系列构成互联网基础的网络协议。 这些协议最早发源于美国国防部的DARPA互联网项目。 TCP/IP字面上代表了两个协议:TCP传输控制协议和IP互联网协议。时间回放到1983年1月1日，在这天，互联网的前身Arpanet中，TCP/IP协议取代了旧的网络核心协议NCP(Network Core Protocol)，从而成为今天的互联网的基石。最早的的TCP/IP由Vinton Cerf和Robert Kahn两位开发，慢慢地通过竞争战胜了其它一些网络协议的方案，比如国际标准化组织ISO的OSI模型。TCP/IP的蓬勃发展发生在上世纪的90年代中期。当时一些重要而可靠的工具的出世，例如页面描述语言HTML和浏览器Mosaic，导致了互联网应用的飞束发展。随着互联网的发展，目前流行的IPv4协议(IP Version 4，IP版本四)已经接近它的功能上限。IPv4最致命的两个缺陷在于:地址只有32位，IP地址空间有限;不支持服务等级(Quality of Service, Qos)的想法，无法管理带宽和优先级，故而不能很好的支持现今越来越多的实时的语音和视频应用。因此IPv6 (IP Version 6, IP版本六) 浮出海面，用以取代IPv4。TCP/IP成功的另一个因素在与对为数众多的低层协议的支持。这些低层协议对应与OSI模型 中的第一层(物理层)和第二层(数据链路层)。每层的所有协议几乎都有一半数量的支持TCP/IP，例如: 以太网(Ethernet)，令牌环(Token Ring)，光纤数据分布接口(FDDI)，端对端协议( PPP)，X.25，帧中继(Frame Relay)，ATM，Sonet, SDH等。TCP/IP协议栈组成整个通信网络的任务，可以划分成不同的功能块，即抽象成所谓的 ”层” 。用于互联网的协议可以比照TCP/IP参考模型进行分类。TCP/IP协议栈起始于第三层协议IP(互联网协议) 。所有这些协议都在相应的RFC文档中讨论及标准化。重要的协议在相应的RFC文档中均标记了状态: “必须“ (required) ，“推荐“ (recommended) ，“可选“ (elective) 。其它的协议还可能有“ 试验“(experimental) 或“ 历史“(historic) 的状态。必须协议所有的TCP/IP应用都必须实现IP和ICMP。对于一个路由器(router) 而言，有这两个协议就可以运作了，虽然从应用的角度来看，这样一个路由器 意义不大。实际的路由器一般还需要运行许多“推荐“使用的协议，以及一些其它的协议。在几乎所有连接到互联网上的计算机上都存在的IPv4 协议出生在1981年，今天的版本和最早的版本并没有多少改变。升级版IPv6 的工作始于1995年，目的在与取代IPv4。ICMP 协议主要用于收集有关网络的信息查找错误等工作。推荐协议每一个应用层(TCP/IP参考模型 的最高层) 一般都会使用到两个传输层协议之一: 面向连接的TCP传输控制协议和无连接的包传输的UDP用户数据报文协议 。 其它的一些推荐协议有:TELNET (Teletype over the Network, 网络电传) ，通过一个终端(terminal)登陆到网络(运行在TCP协议上)。FTP (File Transfer Protocol, 文件传输协议) ，由名知义(运行在TCP协议上) 。SMTP (Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议) ，用来发送电子邮件(运行在TCP协议上) 。DNS (Domain Name Service，域名服务) ，用于完成地址查找，邮件转发等工作(运行在TCP和UDP协议上) 。ECHO (Echo Protocol, 回绕协议) ，用于查错及测量应答时间(运行在TCP和UDP协议上) 。NTP (Network Time Protocol，网络时间协议) ，用于网络同步(运行在UDP协议上) 。SNMP (Simple Network Management Protocol, 简单网络管理协议) ，用于网络信息的收集和网络管理。BOOTP (Boot Protocol，启动协议) ，应用于无盘设备(运行在UDP协议上)。可选协议最常用的一些有支撑万维网WWW的超文本传输协议HTTP，动态配置IP地址的DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)，收邮件用的POP3 (Post Office Protocol, version 3, 邮局协议) ，用于加密安全登陆用的SSH (Secure Shell，用于替代安全性差的TELNET) ，用于动态解析以太网硬件地址的ARP (Address Resolution Protocol，地址解析协议) 。范例: 不同计算机运行的不同协议一个简单的路由器上可能会实现ARP, IP, ICMP, UDP, SNMP, RIP。WWW用户端使用ARP, IP, ICMP, UDP, TCP, DNS, HTTP, FTP。一台用户电脑上还会运行如TELNET, SMTP, POP3, SNMP, ECHO, DHCP, SSH, NTP。无盘设备可能会在固件比如ROM中实现了ARP, IP, ICMP, UDP, BOOT, TFTP (均为面向数据报的协议，实现起来相对简单)。
TCP/IP协议，或称为TCP/IP协议栈，或互联网协议系列。网络协议为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。例如，网络中一个微机用户和一个大型主机的操作员进行通信，由于这两个数据终端所用字符集不同，因此操作员所输入的命令彼此不认识。为了能进行通信，规定每个终端都要将各自字符集中的字符先变换为标准字符集的字符后，才进入网络传送，到达目的终端之后，再变换为该终端字符集的字符。当然，对于不相容终端，除了需变换字符集字符外还需转换其他特性，如显示格式、行长、行数、屏幕滚动方式等也需作相应的变换。TCP/IP协议栈（按TCP/IP参考模型划分），TCP/IP分为4层，不同于OSI，他将OSI中的会话层、表示层规划到应用层。TCP/IP协议栈包括以下：应用层FTP SMTP HTTP ...传输层TCP UDPIP网络层IP ICMP IGMP网络接口层ARP RARP以太网令牌环FDDI ...TCP/IP协议栈包含了一系列构成互联网基础的网络协议。这些协议最早发源于美国国防部的DARPA互联网项目。TCP/IP字面上代表了两个协议：TCP传输控制协议和IP互联网协议。TCP/IP协议栈组成：整个通信网络的任务，可以划分成不同的功能块，即抽象成所谓的 ” 层”。用于互联网的协议可以比照TCP/IP参考模型进行分类。TCP/IP协议栈起始于第三层协议IP(互联网协议）。所有这些协议都在相应的RFC文档中讨论及标准化。重要的协议在相应的RFC文档中均标记了状态： “必须“ (required) ，“推荐“ (recommended) ，“可选“ (elective）。其它的协议还可能有“ 试验“（experimental) 或“ 历史“（historic) 的状态。

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议／网际协议）是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇，只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。TCP作用：当应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，TCP则把数据流分割成适当长度的报文段，最大传输段大小（MSS）通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传送单元（MTU）限制。之后TCP把数据包传给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。IP作用：IP信息包的传送。P信息包的分割与重组。TCP/IP协议缺陷（1）该模型没有明显地区分服务、接口和协议的概念。因此，对于使用新技术来设计新网络，TCP/IP模型不是一个太好的模板。（2）TCP/IP模型完全不是通用的，并且不适合描述除TCP/IP模型之外的任何协议栈。（3）链路层并不是通常意义上的一层。它是一个接口，处于网络层和数据链路层之间。接口和层间的区别是很重要的。以上内容参考百度百科-IP以上内容参考百度百科-TCP以上内容参考百度百科-TCP/IP协议
TCP/IP协议叫做传输控制/网际协议，它是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协议的基本传输单位是数据包（datagram）,TCP协议负责把数据分成若干个数据包，并给每个数据包加上包头（就像给一封信加上信封），包头上有相应的编号，以保证在数据接收端能将数据还原为原来的格式，IP协议在每个包头上再加上接收端主机地址，这样数据找到自己要去的地方，如果传输过程中出现数据丢失、数据失真等情况，TCP协议会自动要求数据重新传输，并重新组包。总之，IP协议保证数据的传输，TCP协议保证数据传输的质量。TCP/IP协议数据的传输基于TCP/IP协议的四层结构：应用层、传输层、网络层、接口层，数据在传输时每通过一层就要在数据上加个包头，其中的数据供接收端同一层协议使用，而在接收端，每经过一层要把用过的包头去掉，这样来保证传输数据的格式完全一致。
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TCP/IP协议栈包括四层，从下网上是：主机－网络层、互联网络层、运输层和应用层。 主机－网络层：与OSI参考模型的数据链路层和物理层对应，物理层主要功能是提供传输介质和在传输介质上传输比特序列的手段，数据链路层的功能是采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理链路变成无差错的数据链路。互联网络层：主要是IP协议，它提供“尽力而为”的网络分组传输服务，包括分组转发和路由选择。传输层：为主机进程对话建立端到端的连接，它通过端口号来标识不同的进程。 应用层：是为开发各种网络应用而配套开发的各种对应协议，比如为Web应用开发的Http协议。

TCP/IP参考模型共分为4层，分别是：网络访问层、网际互联层、传输层（主机到主机）、和应用层。 各层的功能如下：1. 应用层：应用层对应于OSI参考模型的高层，为用户提供所需要的各种服务。2. 传输层：传输层对应于OSI参考模型的传输层，为应用层实体提供端到端的通信功能，保证了数据包的顺序传送及数据的完整性。3. 网际互联层：网际互联层对应于OSI参考模型的网络层，主要解决主机到主机的通信问题。它所包含的协议设计数据包在整个网络上的逻辑传输。4. 网络接入层（即主机-网络层）：网络接入层与OSI参考模型中的物理层和数据链路层相对应。它负责监视数据在主机和网络之间的交换。主要协议有：1、应用层：FTP、Telnet、DNS、SMTP等.2、传输层：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP).3、网际互联层：网际协议（IP）、互联网组管理协议（IGMP）和互联网控制报文协议（ICMP）。 4、网络接入层（即主机-网络层）：地址解析协议（ARP）。
TCPIP协议栈是实际上使用的网络通讯协议层次模型，是网络最开始发展的时候就使用的模型，而OSI模型是为了研究的方便，在现实的TCP/IP层次模型的基础上进行了再次的细分。 实际上，网络模型是4层的，最上层是应用层，我们写的代码都是在该层上工作的， 这一层的目的是按照一定的协议格式，将我们需要发送的数据进行组织起来。，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。然后，这些包好的数据，进入传输层，在该层， 数据进一步被加入一些用于控制传输过程的信息（称为 报头），可以说应用层就好像需要传输到另一个地方去的人，而传输层好像是汽车，负责如何传输（因为在传输层加入了一些控制传输过程的控制信息），传输层的协议主要有传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）和RTP .等，传输层只是汽车，它可以传输任何东西，所以，传输层协议与网络层协议以及应用层协议是独立的，一个应用层协议可以选择通过不同的传输层协议来控制传输，就好象人可以选择不同的汽车去某个地方一样，但是，一般，应用层协议都会根据该应用所需要达到的目的来选择合适的传输层协议来使用。TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层网络层中，可以说，准备好了汽车（传输层的传输控制信息）后， 就可以把载有人的汽车丢到网络上（网络层）去传输了。这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。 而 网络层主要负责加入一些用于路由控制的报文头，可以说网络层就好象是地图一样，提供了如何路由的信息。网络层负责提供基本的数据封包和传送功能，但不检查是否被正确接收。网络层的协议主要有：IP，ICMP，IGMP。所以，我们说网络层本身是不可靠的，但是通过在放入网络层之前，我们通过传输层的一些控制信息，能让数据在不可靠的网络层上可靠的传输， 这就是传输层在传输控制方面所起到的主要功能了。 最下面的就是网络接口层了，该层就好象是道路一样， 主要是负责处理一些实际通信过程中的一些物理的问题。网络接口层对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。网络接口层主要是一些网络设备的驱动程序，比如以太网设备驱动程序，通过这些驱动来利用实际的物理网络来传输数据， 就好象我们通过U盘驱动来利用U盘的功能一样。 在网络接口层，上面我们准备的要发送的数据都被包在了一个个的帧中，其实一个帧就是一小块数据，是有一定的容量的，如果我们要发送的数据过大，通过这些协议层次以后，这些数据就被自动的分成几个小的帧，而且这些帧有一样的id号码。 在理论上，ISO模型进行了进一步的细分， 是为了研究的方便。 主要是把网络接口层进一步分成了数据链路层和物理层。 然后还在应用层之下增加了表示层，话路层。

由于TCP协议栈的程序流程较为复杂，因为程序中需要处理对方发送过来的数据、发起的连接，而我方并不知道对方会何时进行什么样的操作，这就使得协议处理起来较为复杂。另外一个原因是单片机TCP/IP协议栈的稳定性是以非常重要的问题，一个稳定的协议栈需要在实际应用中经过长时间的测试，所以编写一个稳定的单片机TCP/IP协议栈更加困难。为此另外一种选择就是使用现有的TCP/IP协议栈。1． eCos单片机TCP/IP协议栈：eCos TCP/IP栈是涉及与eCos操作系统/内核一起运行的。eCos（和TCP/IP栈）由大量处理其结构支持。eCos TCP/IP栈当前发布了一个测试版，作为一个单独的模块。2． ZLIP 51单片机TCP/IP协议栈：ZLIP是专门为51单片机设计的嵌入式TCP/IP协议栈，可以在有操作系统和没有操作系统情况下运行，具有代码量适中、运行速度快、用户接口简单、兼容BSD socket接口的特点。实现了TCP、UDP、ICMP、ARP协议，ZLWeb实现了HTTP协议。支持多TCP连接、多UDP连接同时运行，支持在uc/os-II操作系统下多任务运行数据收发。可以用于51单片机TCP/IP上网解决方案。3． uc/ip 单片机TCP/IP协议栈:uC/IP(mew-kip)是为为控制其设计的一个TCP/IP协议栈。代码基于BSD（很像所有其它栈）但对非常小的覆盖范围功能有所减少。它当前为Linux和DOS目标而建。4． BSD 单片机TCP/IP协议栈：BSD栈历史上是其他商业栈的开始点，大多数专业TCP/IP栈（如带Wind-River VxWorks内核的）是BSD栈派生的。这是因为BSD在BSD许可协议下提供了他们的栈，它们的许用证使你能以修改或未修改的形式结合它们的代码而无须向创建者付版税。与GPL许用证相比，如果你结合GPL源代码，后者要求你的GPL中公开你的源代码。5． lwIP 单片机TCP/IP协议栈：lwIP（轻型）TCP/IP栈是TCP/IP协议栈的一个小型实现。它包括带IP和ICMP的TCP和UDP传输层。还提供一个可选的BSD套结籽API。为了性能，还包括一个零拷贝API。LwIP协议栈是为嵌入式系统设计的并能适合40KB的ROM和几百字节的RAM。为了可移植性它用C编写。6． uIP 单片机TCP/IP协议栈：uIP是专门为8位和16单片机设计的一个非常小的TCP/IP协议栈。uIP完全用C编写，以此可以移植到各种不同的结构和操作系统上。一个编译的栈可以有几KB ROM或几百字节RAM中运行。uIP还包括一个HTTP服务器作为服务内容。7． TinyTCP 单片机TCP/IP协议栈：TinyTCP栈是TCP/IP的一个非常小的简单的实现，它包括一个FTP客户。TinyTCP是为烧入ROM设计的并且现在开始对大端结构似乎是有用的（初始目标是68000芯片）。TinyTCP也包括一个简单的以太网驱动器用于3Com多总线卡。8． WATTCP 单片机TCP/IP协议栈：WATTCP是为嵌入基于DOS的系统而设计的一个小型TCP/IP栈。它包括一个Real Mode DOS版本和另一个32位扩展环境版本。