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1、第15卷第2期交通与计算机vol.15No.21997年4月ComputerandCommunicationsApril.1997TCP/IP协议结构分析郭庆平叶俊全(武汉交通科技大学武汉430063)摘要分析了TCP/IP协议集的结构,从TCP/IP协议集的分层开始,逐层介绍了其主要协议,内容包括协议的原理及与其它协议的交互作用。关键字TCP/IP协议互联网TCP/IP即运输控制协议/互联网协议。较少,由四个层次构成,分别说明如下:它是70年代中期美国国防部为其链路层:负责接收IP数据报并通过网络ARPANET广域网开发的网络体系结构和发送数据报,或从网络上接收物理帧,
2、抽出协议标准。目前国际上规模最大的计算机互IP数据报交给IP层。联网Internet便是以TCP/IP协议集为基础网络层:负责相邻计算机之间的通信。其的。与国际标准ISO/OSI相比,虽然其框架功能主要有如下几个方面。处理来自运输层和实现细节都有些差异,但其基本原理是一的分组发送请求,将分组添加报头,形成IP致的。事实上,在制定OSI模型时,主要参考数据报,选择适当的路径,把IP数据报送往了Internet的TCP/IP协议集,因此,两者大适当的网络接口;处理输入数据报,对其进行部分几乎是一样的。另外,TCP/IP开发较合法性检查,并检查其信宿地址,分别将其转早,适用范围
3、广(可用于局域网和广域网)。目发或经处理后送往运输层:网络层还负责处前已比较成熟,占有市场较大,已成为一种事理ICMP报文,进行路径选择、流控、拥塞控实上的标准。因此,对TCP/IP协议的研究令制等。人瞩目,本文对TCP/IP协议集的框架结构运输层:提供端到端的通信。它从应用层进行了分析。接收数据,经处理后交网络层传送,或接收网络层数据交应用层指定的应用。其功能有二1TCP/IP协议的分层点:格式化信息和提供可靠性传输。TCP/IP与OSI的七层模型相比,TCP/IP分层在其运输层中提供了两类服务,即面向连接的TCP服务和面向数据报的UDP服务。应用层:向用户提供一组常用
4、的应用程收稿日期:1996—10—18第2期郭庆平叶俊全:TCP/IP协议结构分析35序,比如文件传输访问,电子邮件等。成,相互之间进行作用,如图1所示。以上四个层次中各层由若干子协议构图1TCP/IP的结构框架链路层发送数据报时,将IP数据报加上2链路层协议以太帧头,并调用ARP模块获取信宿的物如前所述:在TCP/IP协议集中链路层理地址,填入帧头的“目的地址”域内,并把的作用是:(1)接收和发送IP层的IP数据自己的物理地址填入“源地址”域内,然后计报;(2)接收和发送ARP模块的ARP请求算校验和填入CRC域,将经如此处理的以太和应答信号;(3)RARP模块的请求和
5、应答帧挂入链路驱动器的输出队列中等待发送。信号。下面以以太网为例,说明链路层的工作当有数据帧到达时,链路驱动器检查目原理。的地址,若与本站地址相符,取下该帧,检查由于链路层的主要任务是发送或接收其检验和,若无错误,再进行开包处理,去掉IP数据报,而在IP数据报中的地址和物理帧头和帧尾,送给IP层,由IP层处理。链路中所使用的地址不一样,仅有信宿的IP链路层还要处理ARP请求和回答。当地址,物理链路还是无法进行传送。因此,在需要把IP地址转换成物理地址时,链路层便进行数据发送之前必须把这个IP地址转换调用ARP模块,发出请求帧。当收到其它端为对应的物理地址。所谓物理地址,就
6、是硬件点发出的ARP请求时,要在链路层作出反固有的标识该硬件的地址,全网唯一,不能变应。化,而IP地址则是赋予某端点一个4字节的ARP协议即地址解析协议,它将IP地代码。这种从IP地址到物理地址的转换便是址转换成相应的物理地址,其工作原理如下:由ARP协议完成的。ARP模块发一个ARP请求,广播到所有与36交通与计算机第15卷之相连的点,在ARP请求中记录有本地IP网上的一个信息传输过程往往需要经过多个地址和物理地址,以及待查的IP地址等域信站点(hops)的转发。IP协议便负责处理相邻息,等待其它结点回答。与之相连的所有结点两个站点间的传输。都会收到这个广播。在这些结点
7、的链路层首为了进行这种转发,每个站点的IP层都先检查报文类型。若发现是ARP请求,再检维护着一张路由表,路由表的每个表项指出查其“目的IP地址域”,若是本地IP地址,则到一个IP地址的数据报下一步要发往的那将本地接口的物理地址填入“目的物理地址个站点。每个路由表都包含若干表项和一个域”,构成ARP回答,利用ARP请求中提供默认表项,当一个IP地址在路由表中找不到的物理地址,向请求结点发一广播,请求结点匹配时便沿默认表项指定的路径发送。路由收到这一数据报后,便可提取信宿IP地址所表应能反映网上主机间的连接情况,因此,它对应的物理
