第6章 网际层 IP
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TCPIP体系结构TCP/IP体系结构及相关协议开放系统互联参考模型属于理论上的结构模型,在实际⽹络中并没有具体的⽹络采⽤这样的体系结构,⽽使⽤最多的体系结构是TCP/IP结构。
TCP/IP体系结构使⽤最多的⽹络协议是TCP/IP协议。
在安装操作系统时,系统会默认安装TCP/IP协议。
⽤户可以在计算机的⽹络属性中查找到该协议。
本章着重介绍TCP/IP体系结构及TCP/IP协议的相关内容。
5.1 TCP/IP体系结构20世纪70年代,当时的ARPA为了实现异种⽹络间的互联,⼤⼒资助⽹间⽹技术的开发与研究。
1973年9⽉,美国斯坦福⼤学的⽂顿·瑟夫与卡恩提出了TCP/IP协议。
1983年,ARPANET 全部转换成了TCP/IP协议。
⽬前,⼤部分的计算机系统都安装有相应的TCP/IP协议。
TCP/IP 协议是⼀个协议族,其中TCP和IP是两个重要的协议。
TCP/IP是国际互联⽹(Internet)采⽤的标准协议。
Internet的迅速发展和普及,使得TCP/IP协议成为全世界计算机⽹络中使⽤最⼴泛、最成熟的⽹络协议,并成为事实上的国际标准。
TCP/IP协议是⼀种异构⽹络互联的通信协议,它同样也适⽤于在⼀个局域⽹中实现不同种类的计算机间的互联通信。
5.1.1 基本概念1.TCP/IP的层次结构TCP/IP体系结构如图5-1所⽰分为4层,分别是物理和数据链路层、⽹际层、传输层和应⽤层,都是建⽴在硬件基础上的。
TCP/IP体系结构与OSI参考模型相⽐结构更简单,如图5-2所⽰。
2.TCP/IP体系结构的重要性(1)Internet从理论到应⽤与TCP/IP是密不可分的。
(2)TCP/IP是⼀些常⽤操作系统内置的⽹络协议。
(3)⼀些⽹络应⽤系统,如Oracle数据库系统等都⽀持TCP/IP协议。
传输层⽹际层物理和数据链路层图5-1 TCP/IP体系结构图5-2 TCP/IP体系结构与OSI参考模型相对⽐5.1.2客户机/服务器模型客户机/服务器⽅式是TCP/IP的进程间经常使⽤的通信⽅式,这种⽅式所描述的是进程间的服务与被服务的关系。
网际协议(IP,Internet Protocol)网际协议(IP,Internet Protocol)网际协议(IP)是开放系统互联模型(OSImodel)的一个主要协议,也是TCP/IP中完整的一部分。
尽管“因特网”(Internet)这个词在协议的名字里出现,但其使用范围却超出了因特网,事实上,因特网上的所有系统都使用或兼容IP,而IP却可以用在与因特网无关的各种网络上。
准确地说,只要是需要有效地连接众多机器的网络,使用IP都很合适,尽管现在IP面临一些竞争者,例如适用于中小型网络微机的NovellNetWare IPX。
IP完成什么工作呢?它主要的任务有两个:一是寻址,二是管理分割数据片(Datagrams)。
用IP传输数据片十分可靠,它决定数据片传送的目标,当传输通道发生问题时还会选择其他路径。
IP的第二个重要特性常用作处理网路不理想的情况,例如数据片输送延时,传输路径出错,数据在分割或重组时出错等。
然而IP并不保证信息被准确接收,因为它只检测标题信息(HeaderInformation),不会检测数据片的数据,这些是其他层模型的工作(说起这一点,IP 对较早期传送的包处理也不恰当,它仅仅猜测周围的节点中哪个最好,却不能保证该节点是最快和最有效的)。
IP中的一部分定义了网关如何管理数据片,在什么时候以及如何产生出错信息,和怎样恢复错误。
前面已经提及数据是如何分割和重组的,IP所提供的包(Packet)最大是65,535字节,这不是大部分网络能处理的,因此IP在有必要的情况下会自动把数据片分割成较小的数据片。
当第一个从大数据片分割出来的小数据片到达目的地的时候,接收方的IP层就开始重组这些数据,重组数据的顺序依照IP标题的一个域。
如果预定时间之内没有收到所有数据片的话,接收方就会放弃以接收的数据片。
因此,理论上一个完整的数据片能成功地发送的机会比一个被分割的数据片大,这也是很多程序避免分割数据的原因。