第4节tcpip工作原理

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1、第4章TCP/IP工作原理4.1TCP/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

2、，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。应用层传输层互联层-网络接口层EthernetTokenRing其他协议ARPRARPIPTCPUDPTelnetFTPSMTPDNS其他协议4.2网络接口层在TCP/IP层次模型中，网络接口层处

3、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

4、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

5、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(SerialLineInternetProtocol)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-PointProtocol点到点

6、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。4.3IP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。4.3.1IP协议IP协议提供一种不可靠、无连接的数据分组传输服

7、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）；无连接的意思是IP协议并不维护任何关于后续分组的状态信息，每个分组的处理是相互独立的。这也告诉我们IP分组可以不按发送顺序接收。如果某个信源向相同的信宿发送两个连续的IP分组（如A，然后B），每个分组都是独立地进行路由选择，传输路线可以不同，因此可能分组B先于分组A到达

8、信宿。IP协议的基本任务就是通过互联网传送数据分组，在传送时，高层协议将数据交给IP协议，IP协议再将数据封装为IP分组，并通过网络接口层协议进入链路层协议传输。若目的主机在本地网络中，则IP分组直接通过网络将分组传送给目的主机；若目的主机在另一网络中，则通过路由器将IP分组传送到下一个路