TCP/IP详解 第一章 概述

    1 .分层

TCP/IP被认为是一个四层协议系统，与OSI七层标准的对应如下图所示，每一层的数据有不同形式，负责不通过的功能：

 

                                                       图1-1 OSI标准与TCP/IP网路架构对应图

（1）网络接口层：有时也被称为链路层或数据链路层，对应的是OSI七层模型中的物理层与数据链路层，通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。

         功能：它们一起处理传输媒介上的物理接口细节，如：实现比特传输，比特同步，组帧，流量控制，差错控制等。

（2）网络层：处理分组在网络中的活动，逻辑寻址、路由选择、分组转发。

（3）运输层：主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信，实现报文的分段与重组，SAP寻址（确保将完整报文提交给正确的进程），流量控制，连接控制等，包括TCP协议与UDP协议。

（4）应用层：对应OSI模型中的会话层、表示层与应用层，实现对话控制、同步功能，处理两个系统间交换信息的语法和语义问题，数据表示的转化，加密解密等，支持用户通过用户代理或网络接口使用网络。

1.1下面给出一个以太网中运行FTP文件传输协议的例子：

 

                  图1-2   局域网上运行FTP的两台主机

    这是一个C/S（客户——服务器）模式的列子，客户访问服务器所在主机上的文件。

    在图1-2中，下三层处理所有的通信细节，数据在网络中的传输活动，在操作系统中进行。应用层关心的则是应用程序。

    1.2通过下图详述为什么对网络层和运输层进行划分。

                                          图1-3 通过路由器连接的两个网络

       多个网络连接在一起形成一个新的网络，互联网。图1-3中，通过路由器将以太网与令牌环网相连，两个网络中的任何主机便可进行通信，在上图中，应用层与运输层使用端到端协议，网络层使用逐跳协议。

       网络层IP提供的是一种不可靠的服务，它只是尽可能快的把分组把分组从源节点送到目的节点，并没有可靠性保证。而TCP在不可靠的IP层上提供了一个可靠的运输层，采用超时重传、发送和接收端到端的确认分组等机制。

       2.互联网的地址

互联网上的每个接口都有一个唯一的Internet地址（也称作IP地址），由互联网网络信息中心分配网络号，系统管理员分配主机号。IP地址长32bit，一共有5类IP地址，区分各地址最简单的方法是看它的第一个十进制整数。

（1）A类地址：0.0.0.0 ~ 127.255.255.255                      主机号是后24位 
           （2）B类地址：128.0.0.0 ~ 191.255.255.255                  主机号是后16位 
           （3）C类地址：192.0.0.0 ~ 223.255.255.255                  主机号是后8位 
           （4）D类地址：224.0.0.0 ~ 239.255.255.255                  后28位为多播组号 
           （5）E类地址：240.0.0.0 ~ 255.255.255.255                  后27位待用

3.封装和分用

当应用程序用TCP传送数据时，数据被送入协议栈中，逐个通过每一层直到被当做一串比特流送入网络，其中每层对收到的数据需增加首部信息或尾部信息，IP首部中存在一个8bit的协议域，可表明数据属于哪一层，运输层协议在生成报文首部时存入一个应用程序标识符，表明用TCP还是UDP进行传输。具体过程如下图3-1所示：

                                         图3-1 数据进入协议栈时的封装过程

分用：当目的主机收到一个以太网数据帧时，数据就开始从协议栈底部向上拆封，去掉各层协议加上的报文首部，下图显示该过程的发生：

                                图3-2 以太网数据帧的分用过程