TCPip协议层.docx

1.1 TCP/IP协议层图1-1展示了TCP/IP协议簇与OSI参考模型的相关关系。在TCP/IP协议簇中，网络接口层对应OSI的物理层和数据链路层，但实际上在规范中并不存在这一层。如图1-1所示，作为对物理层和数据链路层的表示，它已经成为事实上的一个层次。在本章节中，我们将使用OSI的术语——物理和数据链路层来描述它。 OSI TCP/IP应用层应用层表示层会话层传输层主机到主机层网络层Internet层数据链路层网络接口层物理层 图1-1 TCP/IP协议簇物理层包含了多种与物理介质相关的协议，这些物理介质用以支撑TCP/IP通信。物理层的协议按照正式的分类可以分为4类，这4类涵盖了物理介质的所有方面：电子/光学协议——描述了信号的各种特性。例如，电压或光强度、位定时、编码和信号波形。机械协议——规定了连接器的尺寸或导线的金属成分。功能性协议——描述了做什么。例如，在EIA-223-D连接器第4管脚上的功能描述是“请求发送“。程序性协议——描述了如何做。例如，在EIA——232-D导线上，二进制1表示电压小于-3V。数据链路层包含了控制物理层的协议:如何访问和共享介质、怎样标识介质上的设备，以及在介质上发送数据之前如何完成数据成帧。典型的数据链路协议有IEEE 802.3/以太网、帧中继、ATM以及SONET。Internet 层与OSI的网络层对应，主要负责定义数据包格式和地址格式，为经过逻辑网络路径的数据进行路由选择。当然，网络层也是本书内容涉及最多的一层。与OSI传输层相对应的是主机到主机层，它指定了控制Internet层的协议，这就像数据链路层和控制物理层一样。主机到主机层和数据链路层都定义了流控和差错控制机制。二者不同之处在于，数据链路层协议强调控制数据链路上的流量，即连接两台设备的物理介质上的流量；而传输层控制逻辑链路上的流量，即两台设备的端到端连接，这种逻辑连接可能蒯越一连串数据链路。应用层与OSI的会话层、表示层、应用层、应用层相对应。虽然一些路由选择协议使用这一层，例如边界网关协议（BGP）、路由选择信息协议（RIP）等，但是应用层最常用的服务是向用户应用提供访问网络的接口。对于图1-1中所示的协议簇和其他协议簇来说，各层之间多路复用是一个通用功能。许多应用可以使用主机到主句层的一个服务，同样许多主机到主机层的服务也可以使用Internet层。多个协议簇（如IP、IPX、AppleTalk）还可以通过续剧链路协议共享一条链路。1.2 IP包头图1-2给出了IP包头（Packet Header）的格式，相对应标准间RFC791。数据包中的大多数数字段对路由选择都很重要。版本（Version）——标识了数据包的IP版本号。这个4位字段的值设置为二进制的0100表示IP版本4（IPv4），设置0110表示IP版本6（IPv6）。本章主要涉及的是IPv4，在第二张中主要讲述IPv6。在表1-1中列出了所有已分配现行版本号及相关RFC。除4和6（早期提出的简单Internet协议——即SIP协议，也使用版本号6）之外，其他所有版本号仅作为“历史产物“而存在，感兴趣的读者可以阅读相关的RFC。报文长度（header length）——字段长度为4位，正如字段名所示，它表示32位字长的IP报头长度。设计报头长度字段是因为数据包的可选项字段（在本节后面部分将会讨论）的大小会发生变化。IP报头最小长度为20个八位组，最大可以扩展到60个八位组——通过这个字段可以描述32位字的最大长度。服务类型（Type of Servive ToS）——字段长度为8位，它用来指定特殊的数据包处理方式。服务类型字段实际上被划分为两个字段：优先权和ToS。优先权用来设置数据包优先级，这就像邮寄包裹一样，可以是平信、隔日送到或两日内送到。ToS允许按照吞吐量、时延、可靠性和费用方式选择传输服务。虽然ToS字段通常不用（所有位均被设置为0），但是在开放式最短路径优先（OSPF）协议的早期规范中还是称作ToS路由选择的。优先权位在服务至质量（QoS）应用中使用。图1-3的a部分简要地说明了8个ToS位，更详细的信息可以参见RFC1340和RFC1349。在最近几年，ToS字段已经作为区分服务（Diffserv）架构的一部分被重新定义了。区分服务器架构为IP数据包所创建的处理笔通过相对严格的ToS定义所允许的处理灵活得多。在DiffServ下，我们能够在一台路由器上定义服务分类，讲数据包归类刀这里写分类中去。路由器可以根据他们的分类使用不同的优先级对数据包进行排序和转发。每一个排序和转发的处理称为一个Per-Hop Behavior(PHB)。虽然DiffServ定义了这个架构或体系，蛋这个机制本身称为区分服务器