第1章 概述

1.1 引言

TCP/IP协议族允许不同厂家、不同操作系统的计算机互相通信。它起源于60年代末美国政府资助的分组交换网络研究项目，到90年代已发展成为最常用的组网形式。

1.2 分层

TCP/IP通常被认为是一个四层协议系统：

1. 链路层（数据链路层/网络接口层）

   • 处理与电缆的物理接口细节
   • 包括设备驱动程序和网络接口卡

2. 网络层（互联网层）

   • 处理分组在网络中的活动
   • 包括：IP、ICMP、IGMP

3. 运输层

   • 为两台主机提供端到端通信
   • TCP（可靠）：超时重传、确认分组
   • UDP（不可靠）：只传输数据报

4. 应用层

   • 处理特定应用程序细节
   • 包括：Telnet、FTP、SMTP、SNMP

1.3 TCP/IP的分层

关键协议：

• TCP/UDP：运输层协议，使用IP
• IP：网络层主要协议
• ICMP：IP附属协议
• IGMP：组管理协议
• ARP/RARP：地址转换协议

1.4 互联网的地址

• IP地址长32bit
• 分为A、B、C、D、E五类
• 点分十进制表示法
• 由InterNIC分配网络号

1.5 域名系统（DNS）

• 提供IP地址和主机名之间的映射
• 分布式数据库
• 标准库函数：gethostbyname、gethostbyaddr

1.6 封装

数据经过协议栈时，每层添加首部信息：

• TCP段 → IP数据报 → 以太网帧
• 以太网帧长度：46~1500字节

1.7 分用（Demultiplexing）

当目的主机收到以太网数据帧时，协议栈自底向上逐层处理，去掉各层首部，根据协议标识决定上层协议。

1.8 客户-服务器模型

• 重复型服务器：处理完一个请求再处理下一个
• 并发型服务器：为每个客户创建新进程

1.9 端口号

• 服务器使用知名端口号（1~1023）
• 客户端使用临时端口号（1024~5000）
• 保留端口号：1~1023，需超级用户权限

1.10 标准化过程

• ISOC（Internet协会）
• IAB（体系结构委员会）
• IETF（工程专门小组）
• IRTF（研究专门小组）

1.11 RFC

• Request For Comment
• 重要RFC：赋值RFC、主机需求RFC、路由器需求RFC

1.12 标准的简单服务

服务	TCP端口	UDP端口	描述
echo	7	7	返回发送内容
discard	9	9	丢弃内容
daytime	13	13	返回日期时间
chargen	19	19	字符流
time	37	37	返回二进制时间

1.13 互联网（internet vs Internet）

• internet：用共同协议连接多个网络
• Internet：世界范围内的TCP/IP网络集合

1.14 实现

• 伯克利4.x BSD系统是事实标准
• 许多实现基于伯克利源代码

1.15 应用编程接口（API）

• Socket（Berkeley socket）
• TLI/XTI（运输层接口）

1.16 测试网络

本书使用140.252.x.x的B类网络地址进行测试。

1.17 小结

TCP/IP四层结构：链路层、网络层、运输层、应用层。网络层提供点到点服务，运输层提供端到端服务。