DOC《第4章TCP/IP工作原理》

第4章TCP/IP工作原理 4.

1 TCP/IP概述 TCP/IP是一组协议的代名词,它包含TCP协议和IP协议,还包括许多其他协议,组成了TCP/IP协议簇,并且这些协议还在随着因特网的发展也在不断扩充发展之中.TCP和IP协议只是TCP/IP中两个最重要的协议.一般来说,TCP协议属于传输层,提供传输服务;

而IP协议属于网络层,提供网络服务.因而TCP/IP体系考虑的只是网络层上系统的互联与传输层上端对端的连接.出于这种考虑,在网络层以下,TCP/IP体系并不考虑具体的数据链路层和物理层协议,而是建立网络层到各种具体的网络接口,保证IP协议能接收各种具体网络的链路层服务,在传输层以上,TCP/IP体系并不考虑特定的应用层协议,而是给各种具体的应用层些协议提供通过通用的传输层服务,保证各种应用的顺利进行.TCP/IP系统结构也就在传输层和网际层的基础上,向上增加一个应用层,向下增加一个网络接口层.因此TCP/IP体系结构显现出一个四层结构.如图4-1所示. 4.2 网络接口层 在TCP/IP层次模型中,网络接口层处于OSI参考模型的网络层与数据链路层的交界处,它的下层还有实际的物理网络,如Ethernet、TokenRing、ATM、ISDN等.网络接口层实际上定义了网络层和数据链路层的接口,以保证IP分组封装成适合在具体物理网络的数据链路层上的帧并交付传输. 网络接口层只是一个过渡层,哪些协议属于该层没有统一的意见.从该层的功能看,就是连接网络层和具体的物理网络.因此局域网相关协议、广域网相关协议以及网络层的边界协议都与网络接口层相关. 下面简单介绍几个相关的协议: (1)地址转换协议(ARP):ARP完成IP地址到网络物理地址的转换.在IP分组传输中,每个IP分组都有源IP地址和目的IP地址,为了让分组在物理网络上传输,必须知道对方的网络物理地址.例如在Ethernet中,要正确地向目的站传输分组,必须把目的站的32位IP地址转换成48位的Ethernet地址DA.这个过程就由ARP来实现. (2)逆地址转换协议(RARP):RARP协议的作用与ARP协议的作用正好相反,它用于一些特殊情况.如果站点初始化以后,只有自己的物理地址而没有IP地址,则它可以通过RARP协议发出广播请求,征求自己的IP地址,而RARP服务器则负责回答.这样,无IP地址的站点可以通过RARP协议取得自己的IP地址,这个地址在下一次系统重新开始以前都有效,不用连续广播请求. (3)串行线路网际协议(SLIP):SLIP(Serial Line Internet Protocol)协议属于IP协议簇,提供在串行通信线路上封装IP分组的简单方法,用以实现远程用户通过电话线和Modem接入TCP/IP网络.但SLIP协议只支持IP协议,支持固定IP地址,不具备校验功能.随着通信技术的发展和因特网接入方式的更新,SLIP协议将慢慢淘汰. (4)点对点协议(PPP):PPP(Point-to-Point Protocol点到点协议)协议并不属于IP协议簇,而是广域网的一种链路层协议.但PPP作为一种点对点通信协议,用于创建电话线路以及ISDN拨号接入ISP的连接,是SLIP协议的替代协议.与SLIP协议相比,PPP协议能支持多种网络层协议(IP、IPX等),支持动态IP地址,具有校验功能. 4.3 IP层 这是TCP/IP层次模型中最核心的部分,它大致对应于OSI模型的网络层,有时也称作互联网层.网络层处理分组在网络中的活动,实现端到端的分组传输和网络到网络的分组传输,并以此实现网络互联. 4.3.1 IP协议 IP协议提供一种不可靠、无连接的数据分组传输服务.不可靠就是说它不能保证IP分组能成功地到达目的地.IP协议仅提供最好的传输服务,如果发生某种错误时,如中途某个路由器暂时用完了缓冲区,IP协议有一个简单的错误处理算法,即丢弃该分组,然后发送ICMP消息给信源.任何要求的可靠性由上层来提供(如TCP协议);