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1、第15卷第2期交通與計算機vol.15No.21997年4月ComputerandCommunicationsApril.1997TCP/IP協(xié)議結(jié)構(gòu)分析郭慶平葉俊全(武漢交通科技大學武漢430063)摘要分析了TCP/IP協(xié)議集的結(jié)構(gòu),從TCP/IP協(xié)議集的分層開始,逐層介紹了其主要協(xié)議,內(nèi)容包括協(xié)議的原理及與其它協(xié)議的交互作用。關(guān)鍵字TCP/IP協(xié)議互聯(lián)網(wǎng)TCP/IP即運輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。較少,由四個層次構(gòu)成,分別說明如下:它是70年代中期美國國防部為其鏈路層:負責接收IP數(shù)據(jù)報并通過網(wǎng)絡(luò)ARPANET廣域網(wǎng)開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和發(fā)送數(shù)據(jù)報,或從網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀,
2、抽出協(xié)議標準。目前國際上規(guī)模最大的計算機互IP數(shù)據(jù)報交給IP層。聯(lián)網(wǎng)Internet便是以TCP/IP協(xié)議集為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層:負責相鄰計算機之間的通信。其的。與國際標準ISO/OSI相比,雖然其框架功能主要有如下幾個方面。處理來自運輸層和實現(xiàn)細節(jié)都有些差異,但其基本原理是一的分組發(fā)送請求,將分組添加報頭,形成IP致的。事實上,在制定OSI模型時,主要參考數(shù)據(jù)報,選擇適當?shù)穆窂?把IP數(shù)據(jù)報送往了Internet的TCP/IP協(xié)議集,因此,兩者大適當?shù)木W(wǎng)絡(luò)接口;處理輸入數(shù)據(jù)報,對其進行部分幾乎是一樣的。另外,TCP/IP開發(fā)較合法性檢查,并檢查其信宿地址,分別將其轉(zhuǎn)早,適用范圍
3、廣(可用于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng))。目發(fā)或經(jīng)處理后送往運輸層:網(wǎng)絡(luò)層還負責處前已比較成熟,占有市場較大,已成為一種事理ICMP報文,進行路徑選擇、流控、擁塞控實上的標準。因此,對TCP/IP協(xié)議的研究令制等。人矚目,本文對TCP/IP協(xié)議集的框架結(jié)構(gòu)運輸層:提供端到端的通信。它從應(yīng)用層進行了分析。接收數(shù)據(jù),經(jīng)處理后交網(wǎng)絡(luò)層傳送,或接收網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)交應(yīng)用層指定的應(yīng)用。其功能有二1TCP/IP協(xié)議的分層點:格式化信息和提供可靠性傳輸。TCP/IP與OSI的七層模型相比,TCP/IP分層在其運輸層中提供了兩類服務(wù),即面向連接的TCP服務(wù)和面向數(shù)據(jù)報的UDP服務(wù)。應(yīng)用層:向用戶提供一組常用
4、的應(yīng)用程收稿日期:1996—10—18第2期郭慶平葉俊全:TCP/IP協(xié)議結(jié)構(gòu)分析35序,比如文件傳輸訪問,電子郵件等。成,相互之間進行作用,如圖1所示。以上四個層次中各層由若干子協(xié)議構(gòu)圖1TCP/IP的結(jié)構(gòu)框架鏈路層發(fā)送數(shù)據(jù)報時,將IP數(shù)據(jù)報加上2鏈路層協(xié)議以太幀頭,并調(diào)用ARP模塊獲取信宿的物如前所述:在TCP/IP協(xié)議集中鏈路層理地址,填入幀頭的“目的地址”域內(nèi),并把的作用是:(1)接收和發(fā)送IP層的IP數(shù)據(jù)自己的物理地址填入“源地址”域內(nèi),然后計報;(2)接收和發(fā)送ARP模塊的ARP請求算校驗和填入CRC域,將經(jīng)如此處理的以太和應(yīng)答信號;(3)RARP模塊的請求和
5、應(yīng)答幀掛入鏈路驅(qū)動器的輸出隊列中等待發(fā)送。信號。下面以以太網(wǎng)為例,說明鏈路層的工作當有數(shù)據(jù)幀到達時,鏈路驅(qū)動器檢查目原理。的地址,若與本站地址相符,取下該幀,檢查由于鏈路層的主要任務(wù)是發(fā)送或接收其檢驗和,若無錯誤,再進行開包處理,去掉IP數(shù)據(jù)報,而在IP數(shù)據(jù)報中的地址和物理幀頭和幀尾,送給IP層,由IP層處理。鏈路中所使用的地址不一樣,僅有信宿的IP鏈路層還要處理ARP請求和回答。當?shù)刂?物理鏈路還是無法進行傳送。因此,在需要把IP地址轉(zhuǎn)換成物理地址時,鏈路層便進行數(shù)據(jù)發(fā)送之前必須把這個IP地址轉(zhuǎn)換調(diào)用ARP模塊,發(fā)出請求幀。當收到其它端為對應(yīng)的物理地址。所謂物理地址,就
6、是硬件點發(fā)出的ARP請求時,要在鏈路層作出反固有的標識該硬件的地址,全網(wǎng)唯一,不能變應(yīng)?；?而IP地址則是賦予某端點一個4字節(jié)的ARP協(xié)議即地址解析協(xié)議,它將IP地代碼。這種從IP地址到物理地址的轉(zhuǎn)換便是址轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的物理地址,其工作原理如下:由ARP協(xié)議完成的。ARP模塊發(fā)一個ARP請求,廣播到所有與36交通與計算機第15卷之相連的點,在ARP請求中記錄有本地IP網(wǎng)上的一個信息傳輸過程往往需要經(jīng)過多個地址和物理地址,以及待查的IP地址等域信站點(hops)的轉(zhuǎn)發(fā)。IP協(xié)議便負責處理相鄰息,等待其它結(jié)點回答。與之相連的所有結(jié)點兩個站點間的傳輸。都會收到這個廣播。在這些結(jié)點
7、的鏈路層首為了進行這種轉(zhuǎn)發(fā),每個站點的IP層都先檢查報文類型。若發(fā)現(xiàn)是ARP請求,再檢維護著一張路由表,路由表的每個表項指出查其“目的IP地址域”,若是本地IP地址,則到一個IP地址的數(shù)據(jù)報下一步要發(fā)往的那將本地接口的物理地址填入“目的物理地址個站點。每個路由表都包含若干表項和一個域”,構(gòu)成ARP回答,利用ARP請求中提供默認表項,當一個IP地址在路由表中找不到的物理地址,向請求結(jié)點發(fā)一廣播,請求結(jié)點匹配時便沿默認表項指定的路徑發(fā)送。路由收到這一數(shù)據(jù)報后,便可提取信宿IP地址所表應(yīng)能反映網(wǎng)上主機間的連接情況,因此,它對應(yīng)的物理
