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第1章 概 述
1.1 引言
很多不同的厂家生产各种型号的计算机，它们运行完全不同的操作系统，但 T C P / I P 协议
族允许它们互相进行通信。这一点很让人感到吃惊，因为它的作用已远远超出了起初的设想。
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，该广域网（ WA N ）已包含超过1 0 0 万台遍布世界各地的计算机。
本章主要对T C P / I P协议族进行概述，其目的是为本书其余章节提供充分的背景知识。如
果读者要从历史的角度了解有关 T C P / I P的早期发展情况，请参考文献 [ Lynch 1993]。
1.2 分层
网络协议通常分不同层次进行开发，每一层分别
负责不同的通信功能。一个协议族，比如 T C P / I P，是
一组不同层次上的多个协议的组合。 T C P / I P通常被认
为是一个四层协议系统，如图 1 - 1所示。
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：
图1-1 TCP/IP协议族的四个层次
应用层
运输层
网络层
链路层
设备驱动程序及接口卡
Telnet、FTP和e-mail等
TCP和UDP
IP、ICMP和IGMP
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