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附件：1.外文资料翻译译文

TCP/IP 介绍

在 Microsoft Windows 计算机上配置 TCP/IP 协议时，TCP/IP 配置设置中需

要 IP 地址和子网掩码，通常还需要一个默认网关。

要正确配置 TCP/IP，有必要了解 TCP/IP 网络的寻址方式以及网络和子网的

划分方式。本文旨在对 IP 网络和子网的概念进行一般性介绍。本文结尾包含一

个术语表。

更多信息

作为 Internet 的网络协议，TCP/IP 的成功在很大程度上归功于它将不同大小

的网络和不同类型的系统连接在一起的能力。这些网络被强制定义为具有预定义

大小的三个主要类（还有其他一些类别），每一类都可以由系统管理员分成更小

的子网。子网掩码用于将 IP 地址分成两个部分。一部分标识主机（计算机），另

一部分标识它所属的网络。查看 IP（Internet 协议）地址并研究它的组织方式可

以帮助您更好地理解 IP 地址和子网掩码的工作方式。

TCP 的服务

尽管 TCP 和 UDP 都使用相同的网络层（IP），TCP 却向应用层提供与 UDP

完全不同的服务。

TCP 提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。

面向连接意味着两个使用 TCP 的应用（通常是一个客户和一个服务器）在

彼此交换数据之前必须先建立一个 TCP 连接。这一过程与打电话很相似，先拨

号振铃，等待对方摘机说“喂”，然后才说明是谁。

在一个 TCP 连接中，仅有两方进行彼此通信。广播和多播不能用于 TCP。

TCP 通过下列方式来提供可靠性：

应用数据被分割成 TCP 认为最适合发送的数据块。这和 UDP 完全不同，应

用程序产生的数据报长度将保持不变。由 TCP 传递给 IP 的信息单位称为报文段

或段（segment）TCP 如何确定报文段的长度。

当 TCP 发出一个段后，它启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文

段。如果不能及时收到一个确认，将重发这个报文段。在第 21 章我们将了解 TCP

协议中自适应的超时及重传策略。

当 TCP 收到发自 TCP 连接另一端的数据，它将发送一个确认。这个确认不

是立即发送，通常将推迟几分之一秒

TCP 将保持它首部和数据的检验和。这是一个端到端的检验和，目的是检测

数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错，TCP 将丢弃这个报

文段和不确认收到此报文段（希望发端超时并重发）。

既然 TCP 报文段作为 IP 数据报来传输，而 IP 数据报的到达可能会失序，

因此 TCP 报文段的到达也可能会失序。如果必要，TCP 将对收到的数据进行重

新排序，将收到的数据以正确的顺序交给应用层。

既然 IP 数据报会发生重复，TCP 的接收端必须丢弃重复的数据。

TCP 还能提供流量控制。TCP 连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。TCP

的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据。这将防止较快主机致

使较慢主机的缓冲区溢出。

两个应用程序通过 TCP 连接交换 8bit 字节构成的字节流。TCP 不在字节流

中插入记录标识符。我们将这称为字节流服务（bytestreamservice）。如果一方的

应用程序先传 10 字节，又传 20 字节，再传 50 字节，连接的另一方将无法了解

发方每次发送了多少字节。收方可以分 4 次接收这 80 个字节，每次接收 20 字节。

一端将字节流放到 TCP 连接上，同样的字节流将出现在 TCP 连接的另一端。

另外，TCP 对字节流的内容不作任何解释。TCP 不知道传输的数据字节流

是二进制数据，还是 ASCII 字符、EBCDIC 字符或者其他类型数据。对字节流的

解释由 TCP 连接双方的应用层解释。

这种对字节流的处理方式与 Unix 操作系统对文件的处理方式很相似。Unix

的内核对一个应用读或写的内容不作任何解释，而是交给应用程序处理。对 Unix

的内核来说，它无法区分一个二进制文件与一个文本文件。

TCP 是因特网中的传输层协议，使用三次握手协议建立连接。当主动方发出

SYN 连接请求后，等待对方回答 SYN，ACK。这种建立连接的方法可以防止产

生错误的连接，TCP 使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。第一次握

手：建立连接时，客户端发送 SYN 包(SEQ=x)到服务器，并进入 SYN_SEND 状

态，等待服务器确认。第二次握手：服务器收到 SYN 包，必须确认客户的

SYN(ACK=x+1),同时自己也送一个 SYN 包(SEQ=y),即 SYN+ACK 包，此时服务

器进入 SYN_RECV 状态。第三次握手：客户端收到服务器的 SYN+ACK 包，向

服务器发送确认包 ACK(ACK=y+1)，此包发送完毕，客户端和服务器时入

Established 状态，完成三次握手。

IP 地址：网络和主机

IP 地址是一个 32 位数字，它唯一地标识 TCP/IP 网络上的主机（计算机

或其他设备，如打印机或路由器）。

IP 地址通常以点分十进制格式表示，四个数字由句点分隔，例如

192.168.123.132。要了解子网掩码如何用于区分不同的主机、网络和子网，请查

看以二进制表示的 IP 地址。例如，点分十进制 IP 地址 192.168.123.132 在二

进制表示法中为 32 位数字 11000000 01010001 11101110 000100。此数字的含义

可能很难理解，因此它被分成四个部分，每个部分有八个二进制数字。这些八位

部分称为八位组。示例 IP 地址于是变成

11000000.10101000.01111011.10000100。此数字表示的含义只是稍微明白了一点，

因此在大多数应用中，会将二进制地址转换为点分十进制格式

(192.168.123.132)。点分十进制数字是从二进制转换为十进制表示法的八位组。

为了让 TCP/IP 广域网 (WAN) 以一个网络集的形式高效工作，在网络间传

递数据包的路由器并不知道信息包的目标主机的确切位置。路由器只知道主机是

哪一个网络的成员，并使用存储在路由表中的信息来确定如何将数据包送达目标

主机的网络。当数据包被传送到目标网络后，该数据包就会被传送到相应的主机。

为了让此过程顺利进行，IP 地址分为两个部分。IP 地址的前一部分作为网

络地址，后一部分作为主机地址。以 192.168.123.132 为例，将它分为这两个部

分之后，会得到： 192.168.123. 网络，.132 主机，- 或 - ，192.168.123.0 —

网络地址，0.0.0.132 — 主机地址。

子网掩码

第二项是子网掩码，它是 TCP/IP 正常工作所必需的。TCP/IP 协议使用子网

掩码确定主机是在本地子网中还是在远程网络中。

在 TCP/IP 中，将哪部分 IP 地址用作网络地址和主机地址并不固定，所以除

非您掌握详细的信息，否则无法确定上述网络地址和主机地址。此信息在另一个

32 位数字中提供，称为子网掩码。在本例中，子网掩码为 255.255.255.0。如果

您不知道二进制表示法中的 255 等于 11111111，可能并不清楚该数字表示的含

义。照此分析，子网掩码为：11111111.11111111.11111111.0000000

将 IP 地址和子网掩码排列在一起比较，就可以分清该地址的网络部分和主

机部分：

11000000.10101000.01111011.10000100 -- IP 地址 (192.168.123.132)

11111111.11111111.11111111.00000000 -- 子网掩码 (255.255.255.0)

前 24 位（子网掩码中的数字 1）被标识为网络地址，后 8 位（子网掩码中

剩余的数字 0）被标识为主机地址，据此可以得到：

11000000.10101000.01111011.00000000 -- 网络地址 (192.168.123.0)

00000000.00000000.00000000.10000100 -- 主机地址 (000.000.000.132)

这样，我们就可以知道，在这个使用 255.255.255.0 子网掩码的示例中，网

络 ID 为 192.168.123.0，主机地址为 0.0.0.132。当数据包到达 192.168.123.0 子网

（从本地子网或远程网络），而且它的目标地址为 192.168.123.132 时，您的计算

机将从网络接收它并对它进行处理。

几乎所有十进制子网掩码都转换为左侧全部是一、右侧全部是零的二进制数

字。其他一些常见的子网掩码有：

十进制二进制

255.255.255.192 1111111.11111111.1111111.11000000

255.255.255.224 1111111.11111111.1111111.11100000

Internet RFC 1878（从 http://www.internic.net 获取）描述了可在 TCP/IP 网络

中使用的有效子网和子网掩码。

网络类

Internet 地址由管理 Internet 的机构 InterNIC(http://www.internic.net) 来分配。

这些 IP 地址分成若干类。其中最常见的是 A、B 和 C 类。也有 D 和 E 类，但是

最终用户通常不会使用。每个地址类都有不同的默认子网掩码。可以通过查看 IP

地址的第一个八位组来识别该 IP 地址的类别。下面是 A、B 和 C 类 Internet 地

址的范围，每一类地址都有一个示例：

A 类网络使用的默认子网掩码为 255.0.0.0，第一个八位组为 0-127。地址

10.52.36.11 就是一个 A 类地址。它的第一个八位组为 10，介于 1 至 126 之间

（包括 1 和 126）。

B 类网络使用的默认子网掩码为 255.255.0.0，第一个八位组为 128-191。地

址 172.16.52.63 就是一个 B 类地址。它的第一个八位组为 172，介于 128 至 191

之间（包括 128 和 191）。

C 类网络使用的默认子网掩码为 255.255.255.0，第一个八位组为 192-223。

地址 192.168.123.132 就是一个 C 类地址。它的第一个八位组 192，介于 192 至

223 之间（包括 192 和 223）。

在某些情况下，由于网络的物理拓扑或因为网络（或主机）的数目在默认的

子网掩码限制之下并不适用，所以默认子网掩码值可能不适合机构的需要。下一

部分将解释如何使用子网掩码划分网络。

子网配置

系统管理员可以进一步划分 A、B 或 C 类 TCP/IP 网络或对这些网络进行子

网配置。当您将 Internet 的逻辑地址结构（IP 地址和子网的抽象世界）与真实世

界中使用的物理网络进行协调时，就有必要进行子网配置。接受 IP 地址块分配

的系统管理员可以用轻松符合这些地址的方式管理未经组织的网络。例如，您有

一个广域网，在该广域网中，TCP/IP 路由器连接的三个网络（位于不同城市）

中有 150 个主机。这三个网络中的每个网络都有 50 个主机。向您分配了 C 类网

络 192.168.123.0。（此地址是为了便于说明，实际上来自 Internet 中未分配的范

围。）这意味着可以将地址 192.168.123.1 至 192.168.123.254 用于您的 150 个主

机。在示例中不能使用的两个地址为 192.168.123.0 和 192.168.123.255，因为主

机部分全部为一和全部为零的二进制地址无效。零地址无效的原因是使用它在未

指定主机的情况下指定了网络。255 地址（在二进制表示法中全部为一的主机地

址）用来向网络中的每个主机广播消息。只需记住，任何网络或子网中的第一个

地址和最后一个地址不能分配给任何单独主机。

现在，您应该能够将 IP 地址给予 254 个主机。如果所有 150 台计算机都在

一个网络中，则此操作会进行得很顺利。但是，您的 150 台计算机位于三个单独

的物理网络中。不用为每个网络请求更多地址块，只需将网络分成使您可以在多

个物理网络中使用一个地址块的子网。

在此情况下，使用使网络地址更大和可能的主机地址范围更小的子网掩码将

网络分成四个子网。也就是说，您正在“借用”某些通常用于主机地址的位，并

将它们用于地址的网络部分。子网掩码 255.255.255.192 给予您四个网络，每个

网络有 62 个主机。

由于用二进制表示 255.255.255.192 与 1111111.11111111.1111111.11000000

相同，所以此操作可以顺利进行。最后一个八位组的前两位数字变为网络地址，

所以您获得了附加网络 00000000(0)、01000000(64)、10000000(128) 和 11000000

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