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TCP/IP 協定與 Internet 網路：第一章 TCP/IP 協定簡介 上一頁 下一頁
翻轉工作室：粘添壽
1-5 TCP/IP 協定堆疊
一般我們所說的 TCP/IP 是指 TCP 和 IP 兩個通訊協定，而 TCP/IP 網路是指 ARPANET 網路。目前 ARPANET 網路與網際網路（Internet）已幾乎整合在一起，也都以 Internet 網路為代名詞。圖 1-14 為 TCP/IP 通訊協定的堆疊，我們還是依照傳統 OSI 參考模式和它比較相關的功能。基本上，早期 ARPANET 所訴求的是將各偏遠地區上的電腦彼此之間能互相連接（軍事用途），至於應用方面則較為簡單的遠端登入、電子郵遞和檔案傳送等等。因此，ARPANET 網路早期並沒有提供較複雜的使用環境，在應用層方面也沒有再細分表現層和交談層。Internet 網路也沿用 ARPANET 架構，在通訊協定方面只區分為四個層次。但隨著 Internet 網路的應用逐漸複雜，標準化的資料表示（如加密、壓縮等）是否有需要（表現層功能），或異質電腦的程序之間的對談（多方通訊）標準是否有需要制定（交談層功能），也漸漸在 Internet 網路中蘊釀著。
圖 1-14 TCP/IP 通訊協定堆疊
在 TCP/IP 通訊協定堆疊中，區分為四個層次，各個層次功能如下：
1-5-1網路存取層
網路存取層（Network Access Layer）相當於 OSI 參考模式中的第一、二層，TCP/IP 網路並未對它提出特殊標準，因此未再細分層次。媒介存取層大多是沿用現有的網路介面存取方式，在區域網路方面以 IEEE 802 系列為主，如 Ethernet、Token-Ring、FDDI 等。廣域網路方面，早期有 PPP、SLIP 等通訊協定，目前為要求更高的傳輸速度，即有 ATM 網路中的 IP over ATM 或 ADSL、Cable Modem 等標準介面被製定出來。網路存取層和網路實體連接型態較有關聯，尤其近年來為了提高傳輸速率和網路的穩定度，對於網路的連接技術更是一日千里，進步非常神速，因此，本書將以區域網路（第二章）、區域網路連結（第三章）和廣域網路（第四章）等三章來介紹。（讀者如欲更進一步瞭解網路原理可參考拙著『電腦網路理論與連結技術』）
1-5-2 網際層
網際層（Internet Layer）相當於 OSI 參考模式的網路層（請參考本書第五、六章）。TCP/IP 網路為達到較遠地區（廣域網路）之間的通訊，網際層採用變異性較高的電報傳輸（Datagram）方式，亦是 Internet Protocol（IP）。雖然網際層還有若干個通訊協定（ICMP、ARP、RARP 等），但也都包裝在 IP 封包內，以 IP 方式傳輸（Datagram）。以下介紹幾個較重要的通訊協定：
● IP（Internet Protocol）：提供不同網路間路徑選擇協定。遠端電腦之間可透過 IP 協定尋找出對方位址，並和其連接在一起。
● ICMP（Internet Control Message Protocol）：網際控制訊息協定。網路上各電腦之間互相傳送網路狀況及回報方式的協定。使用者可利用 ICMP 查詢網路狀況（網路負載情況或斷路等等）。
● IGMP（Internet Group Management Protocol）：網際群組管理協定。一般 IP 都屬於點對點的通訊協定，也就是一對一的連線，如果針對一對多的連線，就必須使用 IGMP 協定，一般應用於多點廣播（針對某一群組）訊息，或路由器之間的訊息傳播。
● ARP（Address Resolution Protocol）：位址解析協定。某部電腦可透過 ARP 協定以對方（使用者）的網路位址（IP 位址），來查問其網路介面卡位址（Ethernet 位址）。
● RARP（Reverse Address Resolution Protocol）：反向位址解析協定。使用者透過RARP 協定以本身的網路介面卡位址（Ethernet 位址），向網路上其他電腦（如名稱伺服器）詢問本身的網路位址（IP 位址）
1-5-3 傳輸層
傳輸層（Transport Layer）如同 OSI 參考模式的第四層（請參考本書第七章）。基本上，傳輸層是提供可靠性連線服務（TCP），但也提供非連接方式（UDP）的傳輸，以作為一般網路管理或快速資料傳輸之連線使用。兩個主要通訊軟體說明如下：
● TCP（Transmission Control Protocol）：傳輸控制協定。提供連接導向（Connection-oriented）程序（Process）之間的可靠性（Reliable）連線服務。TCP 提供標準介面傳輸，可讓不同電腦之間連線。
● UDP（User Datagram Protocol）：使用者電報傳輸協定。提供非連接服務（Connectionless）的使用者（或程序）之間連線。類似 TCP 服務但為不可靠性（Unreliable）連線。
1-5-4 應用層
簡單的說，應用層（Application Layer）就是在網路上所開發的應用軟體。隨著網路的發展，應用軟體的開發愈來愈多，應用層也就愈來愈豐富，也延伸許多網路上軟體新技術的發展。雖然 TCP/IP 網路沒有另外區分表現層和交談層，並不表示沒有提供這方面的服務，只是沒有提供這兩個層次的標準介面。儘管它減少開發軟體的方便性，但也促進新技術的發展。以下列出在 TCP/IP 網路上較常見的應用軟體：（有關應用層的相關技術請參考本書第四部份）
● FTP（File Transfer Protocol）：遠端檔案傳輸協定，透過 FTP 可和不同地區的異質電腦之間檔案互相傳送。
● TFTP（Trivial File Transfer Protocol）：和 FTP 功能一樣，但是 FTP 使用 TCP 協定；而 TFTP 使用 UDP 通訊協定。
● SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）：簡易郵件傳輸協定。在各個電子郵件伺服器之間郵件傳輸的協定，使用者可透過 SMTP 傳送郵件。
● HTTP（HyperText Transfer Protocol）：超文件傳輸協定。使用者（瀏覽器）和網頁伺服器器（Web Server）之間超文件（文字、聲音、圖片、影像等）的傳輸協定。
● DNS（Domain Name Server）：將主機名稱和 IP 位址之間的轉換。