《Tcp-ip原理36975new》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Tcp-ip原理36975new（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、TCPIP原理 TCPIP原理一九九九年五月第一章 TCP/IP 概述3TCP/IP的特点3数据通信模型3TCP/IP协议结构4网络访问层（Network Access Layer）5网间层（Internet Layer）5传输层（Transport Layer）7应用层（Application Layer）10第二章 数据传输10寻址、路由选择和多路复用11Internet的路由结构13路由器14路由表（Routing Table）14地址转换15协议、端口和软插口15第一章 TCP/IP 概述TCP/IP是指一整套数据通信协议, 其名字是由这些协议中的两个协议组成的,即传输控制协议（Tra
2、nsmission Control Protocol TCP）和网间协议（Internet ProtocolIP）。虽然还有很多其他协议，但是TCP和IP显然是两个最重要的协议。TCP/IP的特点TCP/IP协议有一些重要的特点，以确保在特定的时刻能满足一种重要的需求，即世界范围的数据通信。其特点包括：开放式协议标准。可免费使用，且与具体的计算机硬件或操作系统无关。由于它受 到如此广泛的支持，因而即使不通过Internet 通信，利用TCP/IP来统一不同的硬件 和软件也是很理想的。与物理网络硬件无关。这就允许TCP/IP可以将很多不同类型的网络集成在一起，它 可以适用于以太网、令牌环网、拨号
3、线、X.25网络以及任何其它类型的物理传输介 质。通用的寻址方案。该方案允许任何TCP/IP设备唯一的寻址整个网络中的任何其他设 备，该网络甚至可以象全球Internet那样大。各种标准化的高级协议。可广泛而持续地提供多种用户服务。数据通信模型虽然OSI模型非常有用，但TCP/IP协议并不完全与它的结构相匹配。因此，在讨论TCP/IP时，我们按下列方法使用该模型中的各层：应用层 应用层是网络中与用户访问有关的协议层。本教材中所说的TCP/IP应 用程序是在传输层以上发生的任何网络进程。表示层 在OSI中，这一层可提供标准的数据表示例程，而在TCP/IP中，这种 功能是在应用层内处理的。会话层
4、OSI的会话层管理协作应用程序间的会话（连接），在TCP/IP中，这 一功能基本上是在传输层中实现的，是使用软插口（socket）和端口 （port）来说明协作应用程序间通信的路径。传输层 在OSI参考模型中，传输层可以确保接收方正确的接收到所发出的数 据。在TCP/IP中，这一功能是由传输控制协议（TCP）完成的。然而， TCP/IP还提供了第二种传输层服务，即用户的数据报协议（UDP）， 它并不执行端对端的可靠性检查。网络层 网间协议（IP）通常可看作是TCP/IP的网络层，它可以将上层与基本 网络隔离开，并处理寻址和数据传输功能。数据链路层 在基本的物理网络上可靠的传输数据是由数据链路层
5、完成的。TCP/IP 很少创建数据链路层中的协议，与数据链路层有关的大多数RFC只讨 论IP如何使用现有的数据链路协议。物理层 TCP/IP不定义各种物理标准，它只使用现有的标准。TCP/IP协议结构在描述TCP/IP时，一般只定义如图所示的4层模型：应用层、主机对主机传输层、网络层和网络访问层。 TCP/IP协议结构中的各层 在TCP的应用层中，将数据称为“数据流（stream）”;而在用户数据报协议（UDP）的应用层中，则将数据称为 “报文（message）”。TCP将它的数据结构称作“段（segment）”,而UDP将它的数据结构称作“分组（packet）”;网间层则将所有数据看作是一个
6、块，称为“数据报（datagram）”。TCP/IP使用很多种不同类型的底层网络，每一种都用不同的术语定义它传输的数据，大多数网络将传输的数据称为“分组”或“帧（frame）”. 数据结构网络访问层（Network Access Layer）网络访问层（Network Access Layer）是TCP/IP协议结构的最低层，该层中的协议提供了一种数据传送的方法，使得系统可以通过直接连接的网络将数据传送到其它设备，并定义了如何利用网络来传送数据报。网络访问层协议与较高层协议不一样，它必须知道底层网络的各种细节（如它的分组结构、寻址方式等），以便准确的格式化传输的数据，使其遵守网络规定。TCP/
7、IP网络访问层可以包括OSI参考模型中下三层（网络层、数据链路层和物理层）的全部功能。网络访问协议种类繁多，每一个协议都对应一种物理网络标准。该层执行的功能包括将IP报文封装成被网络传输的帧，并将IP地址映射为网络使用的物理地址。在UNIX中实施时，这一层的协议通常以设备驱动程序和有关程序的组合形式出现。这种用网络设备名称标识的模块，通常用来封装数据并传送给网络，而其它程序则执行相关功能，如地址映射。网间层（Internet Layer）网间协议IP是TCP/IP的核心，也是网间层中最重要的协议。IP可提供基本的分组传输服务，这是构建TCP/IP网络的基础。所有的TCP/IP数据都流经IP，（
8、不管是出去的还是进来的）与它的最终目的地无关。网间协议（Internet ProtocolIP）网间协议的功能包括：1 定义数据报，它是在Internet上的基本传输单元。2 定义网间寻址方案。3 在网络访问层和主机对主机传输层之间传输数据。4 为数据报选择至远程主机的路由。5 执行数据报的分解和重组。IP是一个“无连接协议”，是要依靠其它层的协议提供错误检测和错误恢复。有时将该网间协议称为“不可行协议”，因为它并不包含错误检测和恢复的程序代码。这并不是说IP协议是不能信赖的，恰恰相反，它可以正确地将数据传送到已连接的网络，不过它并不检验数据是否被正确地接收。必要是，TCPIP结构中其它层的协
9、议可以提供这一检验功能。数据报（Datagram）数据报（datagram）是网间协议定义的一种分组格式。如图表示一个IP 数据报，数据报中前5个或6个32位字为控制信息，称为报头。在缺省形式下，报头的长度是5个字，第6个字是可选的。由于报头的长度是可变的，因而它包含一个称为“Internet报头长度（IHL ）”的字段，以字为单位指出报头的长度。报头包含着传输该分组所需的全部信息。31 1615版本号 服务类型 总长度 识别码 标志 片偏置量寿命 协议 报头校验和 源地址 目的地址 选项 填空 数据区报头 IP 数据报的格式网间协议通过检查报头第5个字中的目的地址（Destinaation
10、Address）传送数据报，该目的地址是一个标准的32位IP地址，它可以标识目的网络和在该网络上的特定主机。如果目的地址是本地网络中一个主机的地址，该分组就直接伟送给目的地；如果目的地址不在本地网络中，该分组就被传送到网关（gateway）再进行传送。网关是在不同的物理网络之间交换分组报文的设备。确定使用哪个网关称为路由选择（routing），IP为每个单独的分组作出路由选择决定。数据报的路由选择Internet网关通常（或许更精确地说）是指IP路由器（router），因为它使用网间协议在网络之间选择分组的路由。在传统的TCP/IP术语中，只有两种类型的网络设备，即网关（gatway）和主机（
11、host）。网关可以在网络之间转发分组报文，主机却不能。然而，如果一台主机连接多个网络（称为多地址主机），则就可以在网络间转发分组报文。当一个多地址主机转发分组报文时，它的作用与其它任何网关一样，可以看成是一个网关。目前的数据通信术语有时将网关与路由器区别开，术语“网关”和“IP路由器”是可以互换的。数据报的拆分每一种类型的网络都有一个“最大传输单元（MTU）”，即网络上可以传输的最大分组。如果从一个网络上接收到的数据报大于另一个网络的最大传输单元，就必须将它分成较小的“块”才能传输，这一过程称为“拆分（fragmentation）”。如以太网与X.25网络在物理上也是不同的。当一个较大的以太
12、网分组在X.25网络上传输之前，IP必须将它分割成较小的分组。传送数据报到传输层 当IP接收到一个寻址本地主机的数据报时，它必须将该数据报中的数据部分传送给合适的传输层协议，这是利用数据报报头中第3个字内的“协议号（Protocol Number）”完成的。每个传输层协议都有一个唯一的协议号，用来在IP中标识它自己。网间控制报文协议 网间控制报文协议（Internet Control Message Protocol TCMP）是IP的一个不可分割的部分。该协议是网间层的一部分，它使用IP数据报传输设施去发送报文。它发送的报文可以为TCP/IP执行下列控制、错误报告、信息等功能：流控制 当数据报到达的速度太快而无法处理时，目的主机或中间网关 就会发送一个“ICMP源站抑制报文（ICMP Source Quench Message）”块给发送者，以通知源站暂时停止发送报评议文。检测不可达的目地 当目的地不可到达时，检测到该问题的系统就发送一个“目的 地不可达报文（Destination Unreachable Message）”给数 据报的源站。如果不可达的目的地是一个网络或主机，就由中 间网关发送该报文；如果是一个不可达的端口，则由目的地主 机发送该报文。重定向路由
