TCPIP协议new.doc

第3章 TCP/IP协议 TCP/IP（transmission control/protocol internet protocol）协议是当今技术最成熟、应用最广泛的网络传输协议，并拥有完整的体系结构和协议标准。本章讨论TCP/IP体系结构的网际层、传输层协议，介绍IP地址、地址解析、子网掩码、路由选择、端口等基本概念，以及网络互连的核心协议IP、路由选择协议、因特网控制报文协议ICMP、传输层协议TCP和UDP等协议，并讨论了下一代网际层协议IPv6的主要内容。其中TCP/IP协议是我们学习的重点。 3.1 TCP/IP概述 因特网所使用协议的集合称为TCP/IP协议集，该协议集包括了TCP/IP体系结构四层的所有协议，之所以命名为TCP/IP协议集，这是因为TCP协议和IP协议在整个协议集中占有非常重要的地位，其它协议与之配套使用，共同完成网络服务功能。TCP/IP协议集及其协议之间的关系如图3-1所示。 图3-1 TCP/IP协议集及其协议之间的关系 因特网TCP/IP协议集是对ISO/OSI协议的简化，主要功能集中在传输层和网际层，IP（internet protocol）协议是TCP/IP协议集中两个最主要协议之一，是网际层中的基础协议。为增强其功能，与其配套使用的协议还有地址解析协议（address resolution protocol，ARP），逆地址解析协议（reverse address resolution protocol，RARP），因特网控制报文协议（internet control message protocol，ICMP），因特网组管理协议（internet group management protocol，IGMP）等。 传输层的目的是在结点间建立端到端的连接，可以在两个进程之间提供可靠的传输服务。TCP/IP在传输层提供了两个主要的协议：传输控制协议（transmission control protocol，TCP）和用户数据报协议（user datagram protocol，UDP）。 3.2 IP协议 从协议体系结构上看，IP协议屏蔽了不同物理网络的低层，向上层提供一个逻辑上的统一的互联网，互联网上的所有数据报都要经过IP协议进行传输。使用IP协议的互联网具有这样两个显著特点：首先，在IP互联网中的任何一台连网的主机，都至少有一个唯一的IP地址，有多个网络接口的主机每个接口可以拥有一个IP地址；其次，在互联网中拥有IP地址的设备不一定就是某台计算机，如路由器、网关等，与互联网有独立连接的设备都要有IP地址。下面就从IP地址开始讨论IP协议。 3.2.1 IP地址 在因特网中，为了能够唯一地标识某台主机（或路由器），需要给主机（或路由器）分配一个全球唯一的标识符——IP地址，运用IP地址使得我们很方便地在因特网上进行路由寻址。目前IP地址由因特网名字与号码指派公司ICANN（Internet corporation for assigned name and numbers）进行分配。 1．分类的IP地址 根据Internet发展中IP地址的编址方法经历的阶段，IP地址的编址有分类的IP地址、子网编址和无分类编址之分，下面首先讨论IPv4（第四版）中的基本编址方法——分类的IP地址。 IPv4的主机或路由器中存放的地址是32位的二进制代码，0101000000110001。为了人们读写的方便，通常采用点分十进制记法（dotted decimal notation），即每8位一组用等效的十进制数字表示，并用点“.”分隔这4组数字，则上例的IP地址可写成：9，显然这种书写方法简便了许多。 图3-2 五类IP地址的格式 在分类的IP地址中，将IP地址分为A、B、C、D、E五类，每一类地址由两个固定长度的字段构成，其中一个字段是网络号（net-ID），标识主机（或路由器）所连接到的网络，另一个字段是主机号（host-ID），标识该主机（或路由器）。五类IP地址的格式如图3-2所示。 A类地址中，网络号（net-ID）字段占1个字节，其中第1个固定比特位是0，表示A类地址。可供使用的A类网络有27-2=126个，减2是由于其中net-ID字段为全0的IP地址用作保留地址，表示本网络；net-ID字段IP地址也用作保留地址，作为本地软件测试回送地址，此时后面3个字节的host-ID字段为除了全0和全1两种情况的任意二进制数字。由于A类地址的主机号（host-ID）字段有3个字节，所以每个A类网络能够容纳的最大主机数为224-2减2是由于其中host-ID字段为全0的IP地址表示网络地址，host-ID