TCP/IP 详解
1 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 TCP/IP 协议
组件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。TCP/IP 起源于 60 年代末美国政府资助的一个分组交换网络研究项目，到现在 90 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，因为协议组件
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”(Internet)的基础，该广域网（WAN）已包含超过 100 万台遍布世界各地的
计算机。
本章主要对 TCP/IP 协议组件进行概述，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 TCP/IP 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。一个协议组件，
比如 TCP/IP，是一组不同层次上的多个协议的组合。TCP/IP 通常被认为是一个四层协议系
统，如图 1.1 所示。
图 1.1 TCP/IP 协议组件的四个层次
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，有时也称作互连网层，处理分组在网络中的活动，例如分组的路由选择。在
TCP/IP 协议组件中，网络层协议包括 IP 协议（网际协议），ICMP 协议（Internet 互连网控
制报文协议），以及 IGMP 协议（Internet 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 TCP/IP 协议组件中，有两
个互不相同的传输协议：TCP（传输控制协议）和 UDP（用户数据报协议）。
TCP 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，UDP 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，这一点我们将在后面看到。
4. 应用层负责处理特定的应用程序细节。几乎各种不同的 TCP/IP 实现都会提供下面这些
通用的应用程序：
·Telnet 远程登录
·FTP 文件传输协议
·SMTP 用于电子邮件的简单邮件传输协议
·SNMP 简单网络管理协议
另外还有许多其他应用，我们在后面章节中将介绍其中的一部分。
