J基础篇_第2章网络模型及TCPIP协议簇cll

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1、ZXR10电信级路由交换机培训教材（基础篇）第二章网络模型与TCP/IP协议簇2.1概论TCP/IP起源于1969年美国国防部（DOD：TheUnitedStatesDepartmentOfDefense）高级研究项目管理局（APRA:AdvancedResarchProjectsAgency）对有关分组交换的广域网（Packet-Switchedwide-areanetwork）科研项目，因此起初的网络称为ARPANET。1973年TCP（传输控制协议）正式投入使用，1981年IP（网际协议）协议投入使用，1983年TCP/

2、IP协议正式被集成到美国加州大学伯克利分校的UNIX版本中，该“网络版”操作系统适应了当时各大学、机关、企业的旺盛的连网需求，因而随着该免费分发的操作系统的广泛使用，TCP/IP协议得到了流传。TCP/IP技术得到了众多厂商的支持，不久就有了很多分散的网络。所有这些单个的TCP/IP网络都互联起来称为INTERNET。基于TCP/IP协议的Internet已逐步发展成为当今世界上规模最大、拥有用户和资源最多的一个超大型计算机网络，TCP/IP协议也因此成为事实上的工业标准。IP网络正逐步成为当代乃至未来计算机网络的主流。本章主

3、要对TCP/IP协议组件进行概述，着重介绍TCP/IP协议簇模型及各层次协议的处理机制。2.2网络模型与TCP/IP协议簇早在TCP/IP协议出现之前，国际标准化组织（ISO）就提出了开放系统互连（OSI）网络模型，为网络的设计、开发、编程、维护提供了便利的分而治之的思想，其先进性、科学性、实用性是不言而喻的。TCP/IP协议不是单纯的两个协议，是一组不同层次上的多个协议的组合，常称为TCP/IP协议簇或者互联网协议簇，为实现整个网络的互联提供指导，其层次组合已很难用OSI的七层模型来套用，它是OSI模型的浓缩，将原来的七层模

4、型合并为四层协议的体系结构，自顶向下分别是应用层、传输层、网络层和链路层，没有OSI参考模型的会话层和表示层，一般认为TCP/IP的会话和表示功能是在传输层完成的。OSI参考模型和TCP/IP协议簇两者结构如图2-1所示。OSITCP/IP应用层应用层表示层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层链路层物理层图2-1网络模型与TCP/IP协议簇每一层的功能如下：-21-ZXR10电信级路由交换机培训教材（基础篇）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

5、电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。在TCP/IP协议簇中，链路层的协议比较多，它决定了网络形态，但很多都不是专门为TCP/IP设计的。常用的链路层协议包括：以太网协议、PPP协议、帧中继协议、ATM等。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协议簇中，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），ARP/RARP（地址解析/逆向地址解析协议），以及IGMP协议（Internet组管理协议）。传输层：主要为两台主机上的应用程序提供端到

6、端的通信。在TCP/IP协议簇中，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），它们分别承载不同的应用。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简单网络管理协议严格来讲，分层模型的动机就是将各层的功能尽量独立，每层的功能对另一层来说是透明的，只对通信的另一端负责，为编程和诊断提供良好的层次隔离，然而实际情况并非如此，首先软件编程上完全按照分层模型来做

7、，编程效率会降低，与其分层，不如按功能实现来模块化。其次，对于许多功能实现来说，必须实现两层子间的交互，这又违背了当初的出发点，比如链路层在成帧时需要接收端的物理地址，该地址必须由网络层处理ARP地址解析才行，简单地将ARP放在那一层都有些牵强。所以说，分层模型对于理解网络的抽象性是有益处的，它有助于指导网络入门，但并不是网络的精髓，只有结合具体的系统分析才有实际意义。2.1.1TCP/IP封装过程如下图2-2分析TCP/IP的封装是如何进行的。数据由文本username组成，它被封装在传输层的段中，该段再封装到网络层报文包中

8、，网络层报文包再封装到数据链路帧，以便在所选的介质上传送。当系统接收到数据时，是拆封/多路分解过程。当数据沿着协议栈向上传递时，检查帧的格式，决定网络类型，并去掉帧的格式，检查内含的报文包，决定传输协议。数据由某个传输层处理，最后数据递交给正确的应用程序。路由器提示：user