计算机网络基础 汤霖 第3章 TCP

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1、第3章TCP/IP协议3．1概述3．2IP协议3．3传输控制协议（TCP）3．4用户数据报协议（UDP）3．1概述3．1．1TCP/IP的作用TCP／IP是一种网际网互连通信协议，旨在把各种异构网络或主机通过TCP／IP协议实现互连互通。任何网络技术构架下的主机只要安装有TCP／IP即可实现互连通信。异种计算机或网络，通常都是在各自特定环境下制定各自的操作系统或网络协议。例如IBM的SNA，DEC的DECnet以及Netware的IPX／SPX等，它们只适用于相同架构内的计算机之间的通信，或者说它们都有各自的网络协议，这些专用网络协议之

2、间互不兼容。网络的异构性或异质性难以实现它们之间的互联通信。解决网络互联的方案有二种：一是“修修补补”。每个厂商仍然各自为政，只是在互联时，使用一种网关技术；二是采用“统一的标准化体系结构”，如TCP／IP。为了实现异构网络互联和信息资源共享，Internet采用了TCP／IP协议。任何个人和团体都可申请（当然要遵守相关规定和交纳相关的费用）把他（们）的单机或网络连入Internet，只要运行的是TCP／IP协议，就可享受互联网上极其丰富的资源。Internet网络用TCP／IP协议来克服网络体系的异质性问题，使所有加入的机器都能共享I

3、nternet资源。当然TCP/IP协议亦可用于任何其它（不加入到Internet的）网络，实现异种机联网或异构网络互联。3．1．2TCP/IP的内容TCP是为同一网络上的计算机之间进行点到点通信而设计的，其详细说明在RFC793中可以找到；而IP是为连接在不同网络或者WAN上的计算机之间能够相互通信而设计的，其详细说明在RFC791中可以找到。TCP／IP也是一种分层协议。这一点与OSI协议层次有些类似，但是并不完全相同。TCP/IP大约包含近100个非专有的协议，通过这些协议，可以高效和可靠地实现计算机系统之间的互连。TCP／IP协

4、议簇中的核心协议主要有：网际协议（IP）传输控制协议（TCP）用户数据报协议（UDP）对主要协议起补充作用的协议有五个，它们是通过TCP／IP提供的五个应用服务：文件传输协议（FTP）远程登录协议（TELNET）简单邮件传输协议（SMTP）域名服务（DNS）简单网络管理协议（SNMP）和远程网络监测（RMON）3．2IP协议3．2．1Internet的地址1．理解IP点分十进制表示法一个IP地址有32位或4字节长。人们一般用点分十进制书写IP地址。点分十进制表示法将IP地址表示为一系列以圆点隔开的十进制数，其中每个数对应一个字节，因此用

5、这种方法表示的IP地址中，不可能出现大于255的数（1111111lB）。如IP地址11001010101010001101010000001111，采用点分十进制可表示为：202．168．210．15。2．IP地址分类IP地址的分配与管理由Internet网络信息中心（InternetNIC）负责，它确保每个网络拥有唯一的一个网络标识符。32位IP地址代表的是一个网络号和一个主机号，这么划分的主要原因是便于因特网中路由器的寻址，见图3-1所示。字节3字节2字节1字节0网络ID主机ID20216821015图3-1IP地址分为网络ID和

6、主机ID两部分即路由器在寻径时只使用IP地址的网络编码部分。如202．168．210．15中，其网络号为202．168．210或写为202．168．210．0。InternetNIC定义了五类地址，它们分别是A，B，C，D和E。其中A类有最多的主机数但只有最少的网络，依次类推。常用的IP地址是A，B和C。图3-2详细说明了它们的分配情况。在32比特地址中（除地址标识比特位外），分为网络号（NetID）和主机号（HostID）两部分。网络号长度将决定包含多少个网络，主机号长度则决定每个网络能容纳多少台主机。A类地址中，共有网络数是27-2

7、个(全0和全1有其他含义)。B类地址中，共有网络数是214-2个。InternetNIC使用D类地址用于多路（多目的）播送地址。3．2．2IP数据报互联网层提供最基本的服务——无连接投递服务。1．IP数据报格式IP数据报分成首部和数据区。首部包含了源IP地址和目的IP地址及一个标识数据报内容的类型字段。图3-3显示了一个数据报的一般格式。因为数据报处理是在软件中进行的，所以它的格式和内容都不受硬件的限制。版本号（VERS）字段头长度（HLEN）字段总长度（TOTALLENGTH）字段服务类型TOS（TypeOfService）字段寿命T

8、TL（TimetoLive）字段简化处理主要有如下两种：第一，路由上的每个路由器在处理数据报头部时，从TTL中减1。第二，为处理路由器因为过载而引入的时延，每个路由器在数据报抵达时记录本地的时间，并从TTL