1.tcp/ip 协议分析-综述

一、 协议栈

tcp/ip 分为四层，每一层负责不同的通信功能 

(1)链路层 ，通常包括了操作系统的驱动程序和计算机的网络接口卡，负责处理物理接口的细节，常见的协议有slip,ppp等。

(2)网络层，负责网络中两台主机的通信，以及处理分租在网络中的选路。在TCP/IP协议族中，包括有网际协议ip,icmp,igmp等

(3)传输层，负责两台主机上应用程序提供端到端的通信。在tcp/ip协议族中，包含了tcp和udp两个比较重要的传输协议。 

(4)应用层，负责处理特定的应用程序细节。比如telnet远程登录，ftp文件传输协议，smtp邮件传输协议等

通过分层，两台主机间的通信形式入下：

二、几个协议

1. 以太网链路层协议

  802.2统一了CSMA/CD网络，令牌总线网络，令牌环网络的特性而制定的标准，它同以太网的帧格式不同。

可以看到802.2定义的帧和以太网帧都有最小长度要求，分别为38字节和46字节。大部分的字段都有相同的含义，我们一般最常见的是以太网的封帧格式。

2.SLIP(Serial Line IP)

串行线路IP ,它是一种在串行线路上对IP数据报进行封装的简单形式，详见RFC1055。

帧格式的定义如下：

(1) 其封装的ip数据报以一个称为end(0xc0)的特殊字符结束.

(2)如果ip报文中某个字符为end，那么就要连续传输两个字节0xdb和0xdc来取代它,0xdb称为SLIP的esc字符。

(3)如果ip报文中某个字符为SLIP的esc字符，那么就连续传输两个字节0xdb和0xdd来取代。

3.PPP点对点协议

PPP协议对SLIP协议做了些改进，比如SLIP协议数据帧中没有类型标志，没有校验和。另外PPP相比SLIP还有一些优点，比如 支持在单根串行线路上运行多种协议，不止是IP协议，通信双发可以进行IP地址的动态协商等等。

帧格式的定义如下：

(1)每一帧都以标志字符0x7e开始和结束。紧接着是一个地址字节，始终是0xff，然后是一个值为0x03的控制字节。

(2)当遇到字符0x7e时，需连续传送两个字符:0x7d和0x5e,以实现标志字符的转移。

(3)当遇到转义字符0xd7d时，需要连续传送两个字符0x7d和0x5d。

(4)默认情况下，如果字符的值小于0x20，一般都要进行转义。 

三、几个概念

1 .封装成帧

当应用程序传送数据时，数据被送入协议栈中，其中每一层收到数据都要增加一些首部信息，如添加TCP首部构成TCP报文段，然后再传送给IP层构成IP数据报，再随后构成以太网帧发送出去。 

    

2.分用与复用

当目的主机收到一个以太网数据时，数据就开始从协议栈中由底向上发送，同时去掉各层协议加上的报文首部，每个协议都会检查报文首部中的协议标识，以确定接受数据的上层协议。这个过程称为分用。同理，应用程序在发送数据时将数据从高层向下传送，对下层的协议进行重用，这个称为复用。

ICMP和IGMP作为IP的附属协议，因为他们的报文都被封装在IP数据报中。

ARP和RARP之所以放在以太网驱动程序的上方，是因为他们和IP数据报一样，都有各自的以太网数据帧类型。另一方面ARP作为以太网设备的一部分，逻辑上应该放在IP层的下面。

3. 环回接口

即localhost,大多数系统将IP地址127.0.0.1分配给这个接口，当数据发送到目的地址是环回地址时，依旧会通过传输层和网络层进行发送，只是当ip数据报离开网络层时把它返回给自己。之所以这样做(其实可以完全将数据通过链路层发送给自己)，是因为要简化分层的设计，这样环回接口就可以被看做是网络层下面的一个链路层。网络层把一份数据报返回给环回接口，就像传给其他链路层一样，只不过环回接口把它返回到IP的输入队列中。

      

4.最大传输单元MTU

以太网和802.3对数据帧的长度都有一个限制，其最大值分别是1500和1492字节。链路层的这个特性成为MTU，最大传输单元。比如IP层有一个数据报要发送，而且数据超过了链路层的MTU，那ip层就需要进行分片报数据报分成若干片。

          

5.路径MTU

当在同一个网络上的两台主机进行通信时，若果主机之间要通过多个网络，那么每个网络的链路层就可能有不同的MTU(协议不同)。那么在该通信路径中的最小MTU就叫做路径MTU。发送的数据如果超过该MTU同样需要分片，但路径MTU并不是一个固定的常数，因为它取决于当时所选的路由。

完。