关于TCPIP的一些简单概述

关于TCP/IP的一些简单概述

T C P / I P起源于6 0年代末美国政府资助的一个分组交换网络研究项目，到 9 0年代已发展成为计 算机之间最常应用的组网形式。它是一个真正的开放系统，因为协议族的定义及其多种实现 可以不用花钱或花很少的钱就可以公开地得到。它成为被称作“全球互联网”或“因特网 ( I n t e r n e t )”的基础

1.1 分层

T C P / I P通常被认 为是一个四层协议系统：

每一层负责不同的功能：

1. 链路层，有时也称作数据链路层或网络接口层， 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。它们一起处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。

2. 网络层，有时也称作互联网层，处理分组在网络中的活动，例如分组的选路。在 T C P / I P协议族中，网络层协议包括 I P协议（网际协议），I C M P协议（I n t e r n e t互联网控 制报文协议），以及I G M P协议（I n t e r n e t组管理协议）。

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。在 T C P / I P协议族中，有两个 互不相同的传输协议：T C P（传输控制协议）和U D P（用户数据报协议）。 T C P为两台主机提供高可靠性的数据通信。它所做的工作包括把应用程序交给它的数据分 成合适的小块交给下面的网络层，确认接收到的分组，设置发送最后确认分组的超时时钟 等。由于运输层提供了高可靠性的端到端的通信，因此应用层可以忽略所有这些细节。 而另一方面，U D P则为应用层提供一种非常简单的服务。它只是把称作数据报的分组 从一台主机发送到另一台主机，但并不保证该数据报能到达另一端。任何必需的可靠 性必须由应用层来提供。 这两种运输层协议分别在不同的应用程序中有不同的用途，这一点将在后面看到。

4 ) 应用层负责处理特定的应用程序细节。几乎各种不同的 T C P / I P实现都会提供下面这些

通用的应用程序：

• Telnet 远程登录。

• FTP 文件传输协议。

• SMTP 简单邮件传送协议。

• SNMP 简单网络管理协议。

假设在一个局域网（ L A N）如以太网中有两台主机，二者都运行 F T P协议：

大多数的网络应用程序都 被设计成客户—服务器模式。服务器为客户提供某种服务，在本例中就是访问服务器所在主 机上的文件。在远程登录应用程序 Te l n e t中，为客户提供的服务是登录到服务器主机上。

顶层与下三层之间还有另一个关键的不同之处。应用层关心的是应用程序的 细节，而不是数据在网络中的传输活动。下三层对应用程序一无所知，但它们要处理所有的 通信细节。

F T P是一种应用层协议， T C P是一种运输层协 议，I P是一种网络层协议，而以太网协议则应用于链路层上。 T C P / I P协议族是一组不同的协 议组合在一起构成的协议族。尽管通常称该协议族为 T C P / I P，但T C P和I P只是其中的两种协 议而已（该协议族的另一个名字是 I n t e r n e t协议族(Internet Protocol Suite)）。

人们又把多个网络连在一起形成一个网络的网络，或称作互连网 ( i n t e r n e t )。一个互连 网就是一组通过相同协议族互连在一起的网络。

构造互连网最简单的方法是把两个或多个网络通过路由器进行连接。它是一种特殊的用 于网络互连的硬件盒。这些盒子也称作I P路由器（IP Router），但我们这里使用路由器( R o u t e r )这个术语。 从历史上说，这些盒子称作网关（ g a t e w a y），在很多T C P / I P文献中都使用这个术语。 现在网关这个术语只用来表示应用层网关：一个连接两种不同协议族的进程（例如， TCP/IP和IBM的SNA），它为某个特定的应用程序服务（常常是电子邮件或文件传输）。

在T C P / I P协议族中，网络层 I P提供的是一种不可靠的服务。也就是说，它只是尽可能快 地把分组从源结点送到目的结点，但是并不提供任何可靠性保证。而另一方面， T C P在不可 靠的I P层上提供了一个可靠的运输层。为了提供这种可靠的服务， T C P采用了超时重传、发 送和接收端到端的确认分组等机制。由此可见，运输层和网络层分别负责不同的功能。

**连接网络的另一个途径是使用网桥。**网桥是在链路层上对网络进行互连，而路由器则是 在网络层上对网络进行互连。网桥使得多个局域网（ L A N）组合在一起，这样对上层来说就 好像是一个局域网。 TCP /IP倾向于使用路由器而不是网桥来连接网络

1.2 TCP/IP的分层

在T C P / I P协议族中，有很多种协议。

T C P和U D P是两种最为著名的运输层协议，二者都使用 I P作为网络层协议。 虽然T C P使用不可靠的 I P服务，但它却提供一种可靠的运输层服务。

I P是网络层上的主要协议，同时被 T C P和U D P使用。T C P和U D P的每组数据都通过端系统 和每个中间路由器中的I P层在互联网中进行传输。

I C M P是I P协议的附属协议。I P层用它来与其他主机或路由器交换错误报文和其他重要信息。

I G M P是I n t e r n e t组管理协议。它用来把一个 U D P数据报多播到多个主机。

A R P（地址解析协议）和R A R P（逆地址解析协议）是某些网络接口（如以太网和令牌环 网）使用的特殊协议，用来转换 I P层和网络接口层使用的地址。

1.3 互联网的地址（IP地址）

互联网上的每个接口必须有一个唯一的 I n t e r n e t地址（也称作 I P地址）。I P地址长32 bit。 I n t e r n e t地址并不采用平面形式的地址空间，如 1、2、3等。

I P地址具有一定的结构，有五类不同 的互联网地址格式：

由于互联网上的每个接口必须有一个唯一的 I P地址，因此必须要有一个管理机构为接入互 联网的网络分配I P地址。这个管理机构就是互联网络信息中心（ Internet Network Information C e n t r e），称作I n t e r N I C。I n t e r N I C只分配网络号。主机号的分配由系统管理员来负责。

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