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译者：胡伟（duthuwei huwml@263.net）
译文发布时间：2001-4-20
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Network Working Group T. Socolofsky
Request for Comments: 1180 C. Kale
Spider Systems Limited
January 1991
TCP/IP指南
(RFC1180 A TCP/IP Tutorial)
本备忘录状态
This memo provides information for the Internet community. It does
not specify an Internet standard of any kind. Distribution of this
memo is unlimited.
目录
1. 介绍 3
2. TCP/IP综述 3
2.1 基本结构 4
2.2 术语解释 5
2.4 两个网络接口 6
2.5 IP建立了一个单独的逻辑网络 8
2.6 物理网络的独立性 9
2.7 互用性 9
2.8 综述后记 9
3. 以太网 9
3.1 一个人类的比喻 10
4. ARP(地址解析协议) 10
4.1 用于地址解析的ARP表 11
4.2 典型的地址解析过程 11
4.3 ARP请求和应答. 12
4.4 后续过程 13
5. 网际协议(INTERNET PROTOCOL) 14
5.1 直接路由 14
5.2 间接路由 15
5.3 IP模块路由准则 17
5.4 IP地址 17
5.5 名字 18
5.6 IP路由表 19
5.7 直接路由详情 19
5.8 直接路由过程 20
5.9 间接路由详情 21
5.10 间接路由过程 22
5.11 路由概要 23
5.12 路由管理 23
6. 用户数据报协议(UDP) 24
6.1 端口 24
6.2 校验和 25
7. 传输控制协议(TCP) 25
8. 网络应用程序 26
8.1 TELNET 27
8.2 FTP 27
8.3 rsh 27
8.4 NFS 28
8.5 SNMP 28
8.6 X-窗口 28
9. 其它 28
10. 参考数目 29
1. 介绍
本文只介绍TCP/IP最突出的内容,即TCP/IP技术的"梗概".文中不涉及的内容有:TCP/IP的发展历史;TCP/IP
商业方面的用途;与ISO OSI相比而言,TCP/IP的发展前景.本文的内容是网络专业人士从事TCP/IP方面工作所
必须掌握的最基本知识.这里指的网络"专业人士",包括系统管理员,系统程序员,网络管理员.
本文以UNIX环境下的TCP/IP为例进行讲述.尽管如此,重点部分内容仍然涵盖了各种系统环境下的TCP/IP实现.
请注意,本文的目的只是对某种标准进行解释,而非定义.因此,如果读者对文中某些协议定义的正确性提出质疑,
请参考相关的定义性RFC文档.
下面一节是对TCP/IP的总体概述,其后是对各部分内容的详细讲述.
2. TCP/IP综述
"TCP/IP"这个名词通常指与TCP和IP这两个特定协议有关的事物.它也包括其他的协议,应用程序,甚至网络媒介.
这样的协议有:UDP,ARP,和ICMP.应用程序有:TELNET,FTP和rcp.一个更准确的命名应该是"Internet技术",使用
Internet技术的网络才能被称为"Internet".
2.1 基本结构
为了理解这种技术,你必须首先理解下面这个逻辑结构:
----------------------------
| 网络应用程序 |
| |
|... \ | / .. \ | / ...|
| ----- ----- |
| |TCP| |UDP| |
| ----- ----- |
| \ / |
| -------- |
| | IP | |
| ----- -*------ |
| |ARP| | |
| ----- | |
| \ | |
| ------ |
| |ENET| |
| ---@-- |
----------|-----------------
|
----------------------o---------
以太网电缆线路
图1. 基本TCP/IP网络结点
这就是一台Internet上计算机内部网络协议的分层结构.正是因为具有了这样一种逻辑结构,计算机之间才能通过
Internet技术进行通信.上图中,方框代表数据在计算机间传输时经历的各种处理过程,连接方框之间的线条则表
示数据通过的传输路径.最下面的一条横线代表以太网电缆;"o"是交叉结点."*"是IP地址,"@"是以太地址.理解这
个逻辑结构,是理解Internet技术的基础,本文中的很多地方都会提到它.
2.2 术语解释
Internet上传输的数据的最小单位,取决于它存在于哪一个协议栈.总的来说:如果它在以太网,就称为以太数据帧;
如果它介于以太网驱动和IP模块之间,则叫做IP数据包;如果它介于IP模块和UDP模块之间,它就是UDP数据报;如
果它介于IP模块和TCP模块之间,它会被叫做TCP片段(换种一般的叫法,就是一段传输的消息);如果它位于一个网络
应用程序之中,它就叫做应用程序消息.
这种定义方法是不完善的.在实际中,不同的文献中定义也各不相同.我们可以从RFC 1122的1.3.3节得到最确切
的定义.
"驱动程序"是直接与网络接口硬件通信的软件."模块"是与驱动程序,网络应用程序,或者其他模块之间通信的软
件.
诸如驱动程序,模块,以太帧,IP包,UDP数据报,TCP消息,应用程序消息等名词,在本文中会在相应的部分提及.
2.3 Flow of Data
2.3 数据的流动
现在,让我们对流过图一所示的协议栈的数据进行跟踪.对于一个使用TCP协议(传输控制协议)的应用程序而言,
数据在应用程序和TCP模块之间流动;对于一个使用UDP协议(用户数据报协议)的应用程序而言,数据在应用程序和
UDP模块之间流动.FTP(文件传输协议)是一个典型的使用TCP协议的应用程序.在本例中,它的协议栈结构是FTP/
TCP/IP/ENET.SNMP(简单网络管理协议)是一个典型的使用UDP协议的应用程序.在本例中,它的协议栈结构是
SNMP/UDP/IP/ENET.
TCP模块,UDP模块,以及以太网驱动程序是n到1的多端合成器.作为多端合成器,它们能把多个输入合成为一个输
出.它们也是1到n的多端分解器.作为多端分解器,它们能根据协议头部的类型区把一个输入分解为多个输出.
1 2 3 ... n 1 2 3 ... n
\ | / | \ | | / ^
\ | | / | \ | | / |
------------- 数据 ---------------- 数据
|多端合成器 | 流动 | 多端分解器 | 流动
------------- 方向 ---------------- 方向
| | | |
| v | |
1 1
Figure 2. n-to-1 multiplexer and 1-to-n de-multiplexer
图2. n到1 多端合成器 和 1到n 多端分解器
当一个以台帧从以太网驱动程序向上层传输,它既可能流向ARP(地址解析协议)模块,也可能流向IP(Internet
协议)模块.以太帧头部类型区的值,将决定它究竟流向ARP还是IP模块.
当一个IP包从IP向上传输,数据既可能传向TCP,也可能传向UDP,这是由IP头部的协议区的值决定的.
当UDP数据报从UDP向上传输,根据UDP头部的端口区的值,应用程序消息传向网络应用程序.当TCP消息从TCP向上
传输,根据TCP头部的端口区的值,应用程序消息传向网络应用程序.
下行的多端合成过程比较简单易行,因为无论从哪里开始,只有一条下行路线;每个协议模块在数据包的前面加上
自己的头部信息,以便于目标计算机可以对其进行多端分解.
从应用程序向下传输的数据,无论是TCP还是UDP,都会聚于IP模块,然后被送到更下层的网络接口驱动程序.
Internet技术支持多种不同的网络介质,但本文中涉及的所有例子都是以太网介质,因为它是IP层下最普遍的网络
介质.图1中的计算机只有一个网络连接.每个以太网接口的六位以太地址都是独一无二的,它定位于以太网驱动程
序的底层.
计算机还有一个四位的IP地址.这个地址定位于IP模块的底层接口.Internet上的IP地址必须是独一无二的.
一台运行中的计算机常常具有可知的IP地址和以太地址.
2.4 两个网络接口
如果一台计算机连接了两个独立的以太网络,情况将如图3所示.
----------------------------
| 网络应用程序 |
| |
|... \ | / .. \ | / ...|
| ----- ----- |
| |TCP| |UDP| |
| ----- ----- |
| \ / |
| -------- |
| | IP | |
| ----- -*----*- ----- |
| |ARP| | | |ARP| |
| ----- | | ----- |
| \ | | / |
| ------ ------ |
| |ENET| |ENET| |
| ---@-- ---@-- |
----------|-------|---------
| |
| ---o---------------------------
| 以太网电缆 2
---------------o----------
以太网电缆 1
图3. 两个以太网络的TCP/IP网络结点
请注意,这台计算机具有两个以太网地址和两个IP地址.
从上图所示的结构,我们可以得知,对于具有不止一个网络物理接口的计算机,IP模块既是一个n到m的多端合成器,
又是一个m到n的多端分解器.
1 2 3 ... n 1 2 3 ... n
\ | | / | \ | | / ^
\ | | / | \ | | / |
------------- 数据 ---------------- 数据
| 多端合成器| 流动 | 多端分解器 | 流动
------------- 方向 ---------------- 方向
/ | | \ | / | | \ |
/ | | \ v / | | \ |
1 2 3 ... m 1 2 3 ... m
图 4. n到-m 多端合成器 和 m到n 多端分解器
对数据的多端合成在两个方向上都会发生,目的在于适应数据的输入和发送.与前面的例子相比,这里的IP模块要
更加复杂一些,它与多于一个的网络接口相对应,并且要把数据转发到下一个网络.数据可到达任何一个网络接口,
而且可从任何一个网络借口发送出去.
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