《TCPIP詳解》筆記——TCPIP基本工作原理概述

目錄

1、TCP/IP各層之間的概述 2、協議封裝 3、協議拆封 4、資料傳輸

1、TCP/IP各層之間的概述

如上圖所示，TCP/IP分為四層結構，自上至下分別是應用層、傳輸層、網際層和網路介面層，各協議層之間的關係如下圖所示：

2、協議封裝

如上圖所示，在傳送方（也稱為源主機），當應用程式使用TCP或UDP傳送使用者資料時，將使用者資料送人TCP/IP協議棧，然後自上而下地逐個透過每一層，直到被當做一串位元流送入網路。其中每一層對收到的資料都需要增加一些首部資訊，有時還需要增加尾部資訊。這些操作過程稱為封裝。 TCP、UDP、ICMP和IGMP等協議都要使用IP資料包傳送資料，所以必須在IP資料包的首部加入某種標識，以說明是哪個協議的資料封裝到了IP資料包中。IP資料報首部定義的一個8位的“協議”語段就是為此目的而設定的。協議宇段的值為1表示ICMP，為2表示IGMP，為6表示TCP，為17表示UDP。

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3、協議拆封

類似地，許多應用程序使用TCP或UDP傳送資料，則需要在TCP段或UDP資料包首部定義一個應用程式識別符號。TCP和UDP都使用一個16位的埠號來標識不同的應用程式，TCP和UDP把“源埠號”和“目的埠號”分別存入TCP段首部和UDP資料報首部。網路介面分別傳送和接收IP、ARP、RARP的資料，同理，也必須在乙太網（假定物理網路是一個乙太網）的首部加入一個欄位，用來說明是哪個協議的資料。為此，乙太網幀首部定義了一個16位的“型別”欄位。當接收方（也稱目的主機）收到一個乙太網幀時，資料就開始在協議棧中自下而上傳送。各層協議利用報文首部所攜帶的協議控制資訊做相應的處理，然後去掉各層協議資料單元的首部，將封裝的資料交給上層協議。每層協議都要檢查協議首部中的協議標識，以確定讓哪一個協議接收資料，這個過程稱為拆封，如上圖所示。

4、資料傳輸

假設兩個主機A和B，主機A傳送一串資料至主機B，根據TCP/IP的四層協議規定，自上至下按照格式封裝，應用層採用FTP協議，傳輸層採用TCP協議，資料在網際層封裝時，需要考慮主機A和主機B是否在同一個網際中，如果在同一個區域網中則可以直進行資料傳輸，但是在不同的網際時，需要透過路由轉發，特別是在網際介面層中分別採用以太協議和令牌環協議時，需要採用不同的驅動進行資料解析和編碼，使其在各自協議網中資料傳輸。

4。1 區域網資料傳輸

任何兩個對等層（peerlayer），例如傳輸層、網際層、網路介面層之間的通訊，如同上圖中標識的一樣，好像是將資料透過水平虛線直接傳遞給對方，這就是所謂的對等層之間的通訊。實際上，協議就是在兩個對等層之間傳遞資料時的各種規定。由此可以這樣認為：實際通訊是按垂直方向進行的，層與層之間經過封裝和拆封這樣的操作實現物理通訊。但是邏輯上，卻是在水平方向上利用協議進行的對等層通訊。

4。2 廣域網資料傳輸

應用層和傳輸層使用端到端（end-to-end）協議，路由器中沒有這兩層協議，只有端系統才有這兩層協議。網際層是逐跳（hop-by-hop）協議，端系統和路由器都有網際層協議。一個路由器具有兩個或多個網路介面，這樣才能連線兩個或多個網路。網際網路的目的之一是在應用程式中遮蔽所有的物理網路細節。在上圖中，應用層不需要關心一個端系統是在乙太網上還是在令牌環網上，它們透過路由器進行通訊。隨著不同型別物理網路的增加，網際網路的規模變得越來越大，也需要增加路由器，但是應用層仍然是一樣的。