TCP－IP 原理
TCP－IP 原理
一九九九年五月
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TCP－IP 原理
第一章 TCP/IP 概述..............................................................................................................................3
TCP/IP 的特点......................................................................................................................................3
数据通信模型......................................................................................................................................3
TCP/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）............................................................................................................8
应用层（APPLICATION LAYER）.......................................................................................................10
第二章 数据传输..................................................................................................................................11
寻址、路由选择和多路复用.............................................................................................................11
INTERNET 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........................................................................................................................16
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TCP－IP 原理
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（Transmission Control Protocol ——TCP）和网间协议（Internet Protocol——IP）。
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 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。
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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）”.
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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/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，（不管是出去的还
是进来的）与它的最终目的地无关。
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