TCP/IP协议总结

    尽管OSI 参考模型得到了全世界的认同，但是因特网历史上和技术上的开发标准都是TCP/IP模型（传输控制协议/网际协议，Transmission Control Protocol/Internet Protocol）。

　　从网络设备厂商的研发部门，到各个系统集成公司工程师的桌面，总能发现TCIP/IP详解一类的书籍。TCP/IP技术的学习似乎研究和管理网络的一项业内行规，如果你坐在地铁或公交车上，手里抱着一本TCP/IP分析的书本，我们能预知你的明天是光明的，并且有可能是辉煌的。
　　
TCP/IP模型概述

　　TCP/IP起源于20世纪60年代末美国政府资助的一个网络分组交换研究项目，TCP/IP是发展至今最成功的通信协议，它被用于当今所构筑的最大的开放式网络系统Internet之上。
　　
　　TCP和IP是两个独立且紧密结合的协议，负责管理和引导数据报文在Internet上的传输。二者使用专门的报文头定义每个报文的内容。TCP负责和远程主机的连接，IP负责寻址，使报文被送到其该去的地方。TCP/IP也分为不同的层次开发，每一层负责不同的通信功能。但TCP/IP简化了层次设备（只有4层），由下而上分别为网络接口层、网络层、传输层、应用层，如图1-17所示。

　图1-17  TCP/IP分层与OSI对应关系　　

　　由于TCP/IP是OSI模型之前的产物，所以两者间不存在严格的层对应关系。在TCP/IP模型中并不存在与OSI中的物理层与数据链路层相对应的部分，相反，由于TCP/IP的主要目标是致力于异构网络的互连，所以同OSI中的物理层与数据链路层相对应的部分没有进行任何限定。在表1-3列出了TCP/IP每一层所执行的服务功能和协议。
　　
表1-3  TCP/IP模型各层描述

网络接口层中的协议
　　
　　网络接口层又称为“网络访问层”，主要负责向网络媒体发送TCP/IP数据包并从网络媒体接收TCP/IP数据包。TCP/IP独立于网络访问方法、帧格式和媒体，可以使用TCP/IP接口层技术组织以太网、无线LAN和WAN网络之间进行通信。
　　
　　TCP/IP支持的网络接口类型包括：标准以太网、令牌环、串行线路网际协议（SLIP）FDDI、串行光学、ATM、点对点协议（PPP）、虚拟IP地址等。网络接口层技术将在本书后续章节详细介绍。

Internet层中的协议
　　
　　Internet层的职责包括寻址、打包和路由功能。Internet 层与 OSI 模型的网络层类似。Internet 层包含ARP、IP（IPv4、IPv6）、ICMP、IGMP协议，下面将详细地介绍每一种协议。
　　
　　1．地址解析协议（ARP）

　　ARP协议是“Address Resolution Protocol”（地址解析协议）的缩写。ARP 把IP 地址解析成 LAN 硬件使用的媒体访问控制地址。IP数据包常通过以太网发送，但以太网设备并不识别32位IP地址，它们是以48位以太网地址传输以太网数据包。因此，必须把IP目的地址转换成以太网目的地址。在以太网中，一个主机要和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢？它就是通过地址解析协议获得的。ARP协议用于将网络中的IP地址解析为目标硬件地址（MAC地址），以保证通信的顺利进行。
　　
　　RARP协议，即“Reverse Address Resolution Protocol”（反向地址解析协议）的缩写，RARP负责将主机的物理地址转换为IP地址。例如，局域网中有一台主机只知道物理地址而不知道IP地址，那么可以通过RARP协议发出征求自身IP地址的广播请求，然后由RARP服务器负责回答。ARP和RARP使用相同的报头结构，如图1-18所示。

图1-18  ARP/RARP报头结构

图1-19  查看ARP缓存