第10章 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及Internet

第10章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及Internet10.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述10.2計算機(jī)局域網(wǎng)10.3Internet基本概念10.4IP協(xié)議10.5運(yùn)輸層協(xié)議10.6互聯(lián)網(wǎng)工作過程10.7Internet基本業(yè)務(wù)10.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述10.1.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展自從1946年世界上第一臺電子計算機(jī)ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer，電子數(shù)字積分計算機(jī))問世以來，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以計算機(jī)為主體的各種遠(yuǎn)程信息處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，計算機(jī)與通信的結(jié)合也在不斷發(fā)展。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是計算機(jī)學(xué)科與通信學(xué)科緊密結(jié)合的產(chǎn)物。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展主要經(jīng)歷了以下四個階段。第一階段：計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合，形成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形。任何一種新技術(shù)的出現(xiàn)都必須具備兩個條件，即強(qiáng)烈的社會需求與先期技術(shù)的成熟。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的形成與發(fā)展也證實了這條規(guī)律。1946年ENIAC在美國誕生時，計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)并沒有直接的聯(lián)系。50年代初，由于美國軍方的需要，美國半自動地面防空系統(tǒng)SAGE進(jìn)行了計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的嘗試。它將遠(yuǎn)程雷達(dá)與其他測量設(shè)施測到的信息通過總長度達(dá)到241萬千米的通信線路與一臺IBM計算機(jī)連接，進(jìn)行集中的防空信息處理與控制。1969年美國國防部高級研究計劃署(ARPA：AdvancedResearchProjectsAgency)提出將多個大學(xué)、公司和研究所的多臺計算機(jī)互連成為計算機(jī)－計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)用戶可以通過計算機(jī)使用本地計算機(jī)的軟硬件與數(shù)據(jù)資源，也可以使用連網(wǎng)的其他地方計算機(jī)軟硬件與數(shù)據(jù)資源，以達(dá)到計算機(jī)資源共享的目的。1969年ARPANet只有4個節(jié)點，1973年發(fā)展到40個節(jié)點，1983年已經(jīng)達(dá)到100多個節(jié)點。ARPANet通過有線、無線與衛(wèi)星通信線路，使網(wǎng)絡(luò)覆蓋了從美國本土到歐洲與夏威夷的廣闊地域。ARPANet是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的一個重要的里程碑，它對發(fā)展計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要貢獻(xiàn)表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)第一個采用以分組的方式在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行交換和傳輸；(2)首次提出數(shù)據(jù)以無連接的方式進(jìn)行傳輸；(3)分組在網(wǎng)絡(luò)中以自適應(yīng)選路方式傳輸?shù)侥康亩恕?/p>

ARPA網(wǎng)絡(luò)研究成果對推動計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的意義是深遠(yuǎn)的。在它的基礎(chǔ)之上，七、八十年代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展十分迅速，出現(xiàn)了大量的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

第二階段：在計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，完成網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議的研究，形成了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

該階段所取得的成果對推動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和應(yīng)用極其重要，它研究的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的理論成果為以后網(wǎng)絡(luò)理論的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。很多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)經(jīng)過適當(dāng)修改與充實后仍在廣泛使用。目前國際上應(yīng)用廣泛的Internet網(wǎng)絡(luò)就是在ARPANet的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。

但是，20世紀(jì)70年代后期人們已經(jīng)看到了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中出現(xiàn)的危機(jī)，那就是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一限制了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自身的發(fā)展和應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)必須走國際標(biāo)準(zhǔn)化的道路。

第三階段：提出開放系統(tǒng)互連參考模型與協(xié)議，促進(jìn)了符合國際標(biāo)準(zhǔn)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO的計算機(jī)與信息處理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會TC97成立了一個分委員會SC16，研究網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議國際標(biāo)準(zhǔn)化問題。經(jīng)過多年卓有成效的工作，ISO正式制定、頒布了“開放系統(tǒng)互連參考模型”(OSIRM：OpenSystemInterconnectionReferenceModel)，即ISO/IEC7498國際標(biāo)準(zhǔn)。ISO/OSIRM已被國際社會所公認(rèn)，成為研究和制定新一代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代，ISO與ITU等組織為參考模型的各個層次制定了一系列的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，組成了一個龐大的OSI基本協(xié)議集。我國也于1989年在《國家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范》中明確規(guī)定選定OSI標(biāo)準(zhǔn)作為我國網(wǎng)絡(luò)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。ISO/OSIRM及標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的制定和完善正在推動計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)朝著健康的方向發(fā)展。很多大的計算機(jī)廠商相繼宣布支持OSI標(biāo)準(zhǔn)，并積極研究和開發(fā)符合OSI標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。各種符合OSIRM與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)程計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、局部計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與城市地區(qū)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已開始廣泛應(yīng)用。隨著研究的深入，OSI標(biāo)準(zhǔn)將日趨完善。

第四階段：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向互連、高速、智能化方向發(fā)展，并獲得廣泛的應(yīng)用。進(jìn)入20世紀(jì)80年代末期以來，在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最引人注目的就是起源于美國的ARPANet，已經(jīng)發(fā)展成世界上規(guī)模最大和增長速度最快的國際性計算機(jī)互連網(wǎng)絡(luò)——Internet。Internet迅猛發(fā)展的原因是歐洲原子核研究組織CERN開發(fā)的萬維網(wǎng)WWW(WorldWideWeb)使用在Internet上，大大方便了廣大非網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人員對網(wǎng)絡(luò)的使用，成為Internet的這種指數(shù)級增長的主要動力。Internet是覆蓋全球的信息基礎(chǔ)設(shè)施之一，對于用戶來說，它像是一個龐大的遠(yuǎn)程計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。用戶可以利用Internet實現(xiàn)全球范圍的電子郵件、電子傳輸、信息查詢、語音與圖像通信服務(wù)功能。實際上Internet是一個用路由器(Router)實現(xiàn)多個遠(yuǎn)程網(wǎng)和局域網(wǎng)互連的網(wǎng)際網(wǎng)，它將對推動世界經(jīng)濟(jì)、社會、科學(xué)、文化的發(fā)展產(chǎn)生不可估量的作用。10.1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念、功能和分類

1．計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是利用通信線路將地理位置分散的、具有獨(dú)立功能的許多計算機(jī)系統(tǒng)連接起來，按照某種協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，以實現(xiàn)資源共享的信息系統(tǒng)。

2．計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)既然是以共享為主要目標(biāo)，那么它應(yīng)具備下述幾個方面的功能。

1)數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信功能實現(xiàn)計算機(jī)與終端、計算機(jī)與計算機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸，這是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能。2)資源共享網(wǎng)絡(luò)上的計算機(jī)彼此之間可以實現(xiàn)資源共享，包括軟硬件和數(shù)據(jù)。信息時代的到來，資源的共享具有重大的意義。首先，從投資考慮，網(wǎng)絡(luò)上的用戶可以共享網(wǎng)上的打印機(jī)、掃描儀等，這樣就節(jié)省了資金。其次，現(xiàn)代的信息量越來越大，單一的計算機(jī)已經(jīng)不能將其存儲，只能分布在不同的計算機(jī)上，網(wǎng)絡(luò)用戶可以共享這些信息資源。再次，現(xiàn)在計算機(jī)軟件層出不窮，在這些浩如煙海的軟件中，不少是免費(fèi)共享的，這是網(wǎng)絡(luò)上的寶貴財富。任何連入網(wǎng)絡(luò)的人，都有權(quán)利使用它們。資源共享為用戶使用網(wǎng)絡(luò)提供了方便。3)實現(xiàn)分布式處理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得分布式計算成為可能。對于大型的課題，可以分為許許多多的小題目，由不同的計算機(jī)分別完成，然后再集中起來解決問題。由此可見，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以大大擴(kuò)展計算機(jī)系統(tǒng)的功能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，提高可靠性，為用戶提供方便，同時也減少了費(fèi)用，提高了性能價格比。

3．計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類

(1)按網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分布，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可分為局域網(wǎng)(LAN：LocalAreaNetwork)、廣域網(wǎng)(WAN：WideAreaNetwork)和城域網(wǎng)(MAN：MetropolitanAreaNetwork)。局域網(wǎng)是一種在小范圍內(nèi)實現(xiàn)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，一般在一個建筑物內(nèi)、一個工廠內(nèi)或一個事業(yè)單位內(nèi)，為單位獨(dú)有。局域網(wǎng)距離可在十幾千米以內(nèi)，信道傳輸速率可達(dá)1000Mb/s，結(jié)構(gòu)簡單，布線容易。廣域網(wǎng)范圍很廣，可以分布在一個省內(nèi)、一個國家內(nèi)或幾個國家之間。廣域網(wǎng)連網(wǎng)技術(shù)、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。城域網(wǎng)是在一個城市內(nèi)部組建的計算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)，提供全市的信息服務(wù)。(2)按交換方式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可分為電路交換網(wǎng)絡(luò)(CircuitSwitching)、報文交換網(wǎng)絡(luò)(MessageSwitching)和分組交換網(wǎng)絡(luò)(PacketSwitching)等。

(3)按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可分為星型網(wǎng)絡(luò)、樹型網(wǎng)絡(luò)、總線型網(wǎng)絡(luò)、環(huán)型網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)等。應(yīng)該指出,在實際組網(wǎng)中,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不一定是單一的,通常是幾種結(jié)構(gòu)的混用。10.110.2計算機(jī)局域網(wǎng)10.2.1計算機(jī)局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)1．計算機(jī)局域網(wǎng)的技術(shù)特點計算機(jī)局域網(wǎng)LAN產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代末。20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了一些實驗性的網(wǎng)絡(luò)，到80年代，局域網(wǎng)的產(chǎn)品已經(jīng)大量涌現(xiàn)，其典型代表就是Ethernet。近年來，隨著社會信息化的發(fā)展，計算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)得到很大的進(jìn)步，其應(yīng)用范圍也越來越廣。(1)局域網(wǎng)覆蓋有限的地理范圍，它適用于機(jī)關(guān)、公司、校園、軍營、工廠等有限范圍內(nèi)的計算機(jī)、終端與各類信息處理設(shè)備連網(wǎng)的需求；

(2)局域網(wǎng)具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率(10～100Mb/s)、低誤碼率(<10-8)的高質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境；

(3)局域網(wǎng)一般屬于一個單位所有，易于建立、維護(hù)和擴(kuò)展。決定局域網(wǎng)特性的主要技術(shù)要素是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)與介質(zhì)訪問控制方法。

2．計算機(jī)局域網(wǎng)的參考模型美國電氣和電子工程師學(xué)會IEEE802課題小組為計算機(jī)局域網(wǎng)制定了許多標(biāo)準(zhǔn)，大部分得到國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的認(rèn)可。

IEEE802標(biāo)準(zhǔn)遵循ISO/OSI參考模型的原則，確定最低兩層——物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能以及與網(wǎng)絡(luò)層的接口服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)互連有關(guān)的高層功能。要注意的是，按OSI的觀點，有關(guān)傳輸介質(zhì)的規(guī)格和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的說明，應(yīng)比物理層還低，但對局域網(wǎng)來說這兩者卻至關(guān)重要，因而在IEEE802模型中，包含了對兩者詳細(xì)的規(guī)定，圖10.2是局域網(wǎng)參考模型與OSI參考模型的對比。圖10.2IEEE802參考模型與OSI模型的比較

局域網(wǎng)參考模型只用到OSI參考模型的最低兩層：物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。數(shù)據(jù)鏈路層分為兩個子層，媒體訪問控制MAC和邏輯鏈路控制LLC。物理媒介、介質(zhì)訪問控制方法等對網(wǎng)絡(luò)層的影響在MAC子層已完全隱蔽起來了。數(shù)據(jù)鏈路層與媒體接入無關(guān)的部分都集中在邏輯鏈路控制LLC子層。MAC子層主要有如下功能：(1)將上層來的數(shù)據(jù)封裝成幀進(jìn)行發(fā)送，接收時進(jìn)行相反的過程；(2)實現(xiàn)和維護(hù)MAC協(xié)議；(3)比特差錯檢測。LLC子層主要有如下功能：(1)建立和釋放數(shù)據(jù)鏈路層的邏輯連接；(2)提供與高層的接口；(3)差錯控制；(4)給幀加上序號。

3．IEEE802標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802標(biāo)準(zhǔn)包括以下主要部分:(1)IEEE802.1概述、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互連，以及網(wǎng)絡(luò)管理和性能測量。

(2)IEEE802.2邏輯鏈路控制。這是高層協(xié)議與任何一種局域網(wǎng)MAC子層的接口。

(3)IEEE802.3CSMA/CD。定義CSMA/CD總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)約。

(4)IEEE802.4令牌總線網(wǎng)。定義令牌傳遞總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)約。

(5)IEEE802.5令牌環(huán)形網(wǎng)。定義令牌傳遞環(huán)形網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)約。

(6)IEEE802.11無線局域網(wǎng)。10.2.2以太網(wǎng)EthernetIEEE802.3定義了一種基帶總線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，其速率為共享總線10Mb/s。標(biāo)準(zhǔn)包含MAC子層和物理層的內(nèi)容。根據(jù)物理層介質(zhì)的不同Ethernet可分為10Base-2(基帶粗同軸)、10Base-5(基帶細(xì)銅軸)、10Base-T(基帶雙絞線)、10Base-FL(基帶光纖)幾種類型。

在MAC子層，共享介質(zhì)的訪問控制采用CSMA/CD協(xié)議(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection)。由于歷史的原因，人們習(xí)慣上將采用IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)稱為Ethernet。

1．帶有碰撞檢測的載波偵聽多點訪問法(CSMA/CD)CSMA/CD含有兩方面的內(nèi)容，即載波偵聽(CSMA)和沖突檢測(CD)。CSMA/CD訪問控制方式主要用于總線型和樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，基帶傳輸系統(tǒng)。信息傳輸是以“包”為單位，簡稱信包，發(fā)展為IEEE802.3基帶CSMA/CD局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。CSMA/CD的設(shè)計思想如下：

1)偵聽(監(jiān)聽)總線查看信道上是否有信號是CSMA系統(tǒng)的首要問題，各個站點都有一個“偵聽器”，用來測試總線上有無其他工作站正在發(fā)送信息(也稱為載波識別)，如果信道已被占用，則此工作站等待一段時間后再爭取發(fā)送權(quán)；如果偵聽總線是空閑的，沒有其他工作站發(fā)送的信息就立即搶占總線進(jìn)行信息發(fā)送。查看信號的有無稱為載波偵聽，而多點訪問指多個工作站共同使用一條線路。CSMA技術(shù)中要解決的另一個問題是偵聽信道已被占用時，等待的一段時間如何確定。通常采用以下兩種方法：方法一：當(dāng)某工作站檢測到信道被占用后，繼續(xù)偵聽下去，一直等到發(fā)現(xiàn)信道空閑后，立即發(fā)送，這種方法稱為持續(xù)的載波偵聽多點訪問。方法二：當(dāng)某工作站檢測到信道被占用后，就延遲一個隨機(jī)時間，然后再檢測，不斷重復(fù)上述過程，直到發(fā)現(xiàn)信道空閑后，開始發(fā)送信息，這種方法稱為非持續(xù)載波偵聽多點訪問。2)沖突檢測(碰撞檢測)

當(dāng)信道處于空閑時，某一個瞬間，如果總線上兩個或兩個以上的工作站同時都想發(fā)送信息，那么該瞬間它們都可能檢測到信道是空閑的，同時都認(rèn)為可以發(fā)送信息，從而一齊發(fā)送，這就產(chǎn)生了沖突(碰撞)；另一種情況是某站點偵聽到信道是空閑的，但這種空閑可能是較遠(yuǎn)站點已經(jīng)發(fā)送了信包(由于在傳輸介質(zhì)上信號傳送的延時，信包還未傳送到此站點的緣故)，如果此站點又發(fā)送信息，則也將產(chǎn)生沖突，因此消除沖突是一個重要的問題。3)沖突加強(qiáng)如果在發(fā)送數(shù)據(jù)幀過程中檢測出沖突，在CSMA/CD介質(zhì)存取方法中，首先進(jìn)入發(fā)送“沖突加強(qiáng)信號(JammingSignal)”階段。CSMA/CD采用沖突加強(qiáng)措施的目的是確保有足夠的沖突持續(xù)時間，以使網(wǎng)中所有節(jié)點都能檢測出沖突存在，廢棄沖突幀，減少因沖突浪費(fèi)的時間，提高信道利用率。沖突加強(qiáng)中發(fā)送的阻塞(JAM)信號一般為4字節(jié)的任意數(shù)據(jù)。4)重新發(fā)送數(shù)據(jù)完成“沖突加強(qiáng)”過程后，節(jié)點停止當(dāng)前幀發(fā)送，進(jìn)入重發(fā)狀態(tài)。進(jìn)入重發(fā)狀態(tài)的第一步是計算重發(fā)次數(shù)。IEEE802.3協(xié)議規(guī)定一個幀最大重發(fā)次數(shù)為16次。如果重發(fā)次數(shù)超過16次，則認(rèn)為線路故障，系統(tǒng)進(jìn)入“沖突過多”結(jié)束狀態(tài)。如重發(fā)次數(shù)N≤16，則允許節(jié)點隨機(jī)延遲后再重發(fā)。在計算后退延遲時間，并且等待后退延遲時間到之后，節(jié)點將重新判斷總線忙、閑狀態(tài)，重復(fù)發(fā)送流程。

如果在發(fā)送數(shù)據(jù)幀過程中沒有檢測出沖突，在數(shù)據(jù)幀發(fā)送結(jié)束后，進(jìn)入結(jié)束狀態(tài)。

CSMA/CD的發(fā)送流程可簡單地概括成四點：先聽后發(fā)，邊發(fā)邊聽，沖突停止，隨機(jī)延遲后重發(fā)。從以上可以看出，任何一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)都要通過CSMA/CD方法去競爭總線使用權(quán)，從它準(zhǔn)備發(fā)送到成功發(fā)送的發(fā)送等待延遲時間是不確定的。因此CSMA/CD方法為隨機(jī)競爭型介質(zhì)訪問控制方法。2．以太網(wǎng)物理層介質(zhì)對于具體可選用的物理層的實現(xiàn)方案，IEEE802.3制定了以下一個簡明的表示法：

<以Mb/s為單位的傳輸速率><信號調(diào)制方式><以百米為單位的網(wǎng)段的最大長度>

例如10Base-2，10代表傳輸速率是10Mb/s，Base代表采用基帶信號方式，2代表一個網(wǎng)段的長度是200米。表10.1IEEE802.310Mb/s物理層介質(zhì)比較百兆以太網(wǎng)百兆以太網(wǎng)指100Base-T或快速Ethernet,IEEE802.3委員會于1995制訂了快速Ethernet標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3μ，該新標(biāo)準(zhǔn)作為對IEEE802.3的補(bǔ)充和擴(kuò)充，保持了和原有標(biāo)準(zhǔn)的兼容性。快速Ethernet在MAC子層仍然使用CSMA/CD協(xié)議，幀結(jié)構(gòu)和幀的最小長度也保持不變，但幀的發(fā)送間隔從9.6μs減少到0.96μs，以支持在共享介質(zhì)上100Mb/s基帶信號的傳輸速率。

千兆Ethernet

千兆Ethernet標(biāo)準(zhǔn)在IEEE802.3委員會制定的IEEE802.3z中定義，它與Ethernet和快速Ethernet工作原理相同，在定義新的介質(zhì)和傳輸規(guī)范時，千兆Ethernet保留了CSMA/CD協(xié)議和MAC幀格式，幀間隔則提升到0.096μs。目前千兆Ethernet標(biāo)準(zhǔn)包含的主要物理層介質(zhì)是：

1000Base-LX:使用62.5μm或50μm多模光纖，最長網(wǎng)段距離為550m；采用1μm單模光纖，最長網(wǎng)段距離為5km。工作波長范圍為1270～1355nm。(1)在局域網(wǎng)方面：主要用于組建網(wǎng)絡(luò)骨干，在局域網(wǎng)交換機(jī)到交換機(jī)的互連中使用千兆Ethernet接口，例如，長距離使用光纖，短距離則使用銅線，以解決由于100兆Ethernet普及后，對骨干網(wǎng)帶寬的壓力。

(2)在廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)中：由于千兆Ethernet與ATM技術(shù)相比，不但技術(shù)簡單，而且成本低，提供寬帶的能力也強(qiáng)于ATM，由于與現(xiàn)有的企業(yè)、機(jī)構(gòu)局域網(wǎng)互通簡單，因而它目前也被廣泛用于組建基于IP的城域網(wǎng)和IP廣域骨干網(wǎng)。10.210.3Internet基本概念10.3.1互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)及協(xié)議模型

1．Internet結(jié)構(gòu)從網(wǎng)絡(luò)通信的觀點來看，Internet是一個由TCP/IP把各個國家、各個機(jī)構(gòu)、各個部門的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接起來的龐大的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)；從信息資源的角度來看，Internet是一個集各個領(lǐng)域、各個部門內(nèi)各種信息資源共享為目的的信息資源網(wǎng)；從技術(shù)的角度來看，Internet是一個“不同網(wǎng)絡(luò)互連的網(wǎng)絡(luò)”(網(wǎng)際網(wǎng))，實際是由許多網(wǎng)絡(luò)(包括局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng))互連形成的。

圖10.8為全球互連網(wǎng)絡(luò)示意圖。每個國家內(nèi)部由骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)及用戶駐地園區(qū)網(wǎng)組成。國家之間由骨干網(wǎng)互連起來，用戶就可以共享全球任意一個國家的資源。中國信息產(chǎn)業(yè)部與美國Sprint電信公司于1994年8月30日簽署了中華人民共和國通過SprintLink與Internet互連的協(xié)議。目前，用戶可以通過運(yùn)營商提供的ChinaNet、CERNet、金橋網(wǎng)、科學(xué)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入Internet，實現(xiàn)全球資源共享。圖10.8全球互連網(wǎng)絡(luò)示意圖2．TCP/IP分層模型關(guān)于協(xié)議分層，前面我們詳細(xì)介紹了ISO開放系統(tǒng)互連OSI網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型，同樣TCP/IP也采用分層體系結(jié)構(gòu)。TCP/IP與OSI模型是不同的，OSI模型來自于標(biāo)準(zhǔn)化組織，而TCP/IP則不是人為制定的標(biāo)準(zhǔn)，而是產(chǎn)生于Internet網(wǎng)的研究和應(yīng)用實踐中。TCP/IP完全撇開了網(wǎng)絡(luò)的物理性，“網(wǎng)絡(luò)”是一個高度抽象的概念，即將任何一個能傳輸數(shù)據(jù)分組的通信系統(tǒng)都看作網(wǎng)絡(luò)。這種概念為協(xié)議的設(shè)計提供了極大的方便，大大簡化了網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)的實現(xiàn)，為TCP/IP賦予了極大的靈活性和適應(yīng)性。TCP/IP共分五層。與OSI七層模型相比，TCP/IP沒有表示層和會話層，這兩層的功能由最高層——應(yīng)用層提供。同時，TCP/IP分層協(xié)議模型在各層名稱定義及功能定義等方面與OSI模型也存在著差異。

TCP/IP是由許多協(xié)議組成的協(xié)議族，其詳細(xì)的協(xié)議分類如圖10.9所示。圖中同時給出了OSI模型的對應(yīng)層。對于OSI模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，TCP/IP不提供任何協(xié)議，由網(wǎng)絡(luò)接入層協(xié)議負(fù)責(zé)。對于網(wǎng)絡(luò)層，TCP/IP提供了一些協(xié)議，但主要是IP協(xié)議，對于運(yùn)輸層，TCP/IP提供了兩個協(xié)議：傳輸控制協(xié)議TCP和用戶數(shù)據(jù)協(xié)議UDP；對于應(yīng)用層，TCP/IP提供了大量的協(xié)議，作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如Telnet、FTP等。圖10.9TCP/IP族

3．TCP/IP模型各層功能

1)應(yīng)用層

TCP/IP應(yīng)用層為用戶提供訪問Internet的一組應(yīng)用高層協(xié)議，即一組應(yīng)用程序，如FTP、Telnet等。應(yīng)用層的作用是對數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化，并完成應(yīng)用所要求的服務(wù)。數(shù)據(jù)格式化的目的是便于傳輸與接收。嚴(yán)格地說，應(yīng)用程序并不是TCP/IP的一部分，只是由于TCP/IP對此制定了相應(yīng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，所以將它們作為TCP/IP的內(nèi)容。實際上，用戶可以在Internet之上(運(yùn)輸層之上)建立自己的專用程序。設(shè)計使用這些專用應(yīng)用程序要用到TCP/IP，但不屬于TCP/IP。2)運(yùn)輸層

TCP／IP運(yùn)輸層的作用是提供應(yīng)用程序間(端到端)的通信服務(wù)。為實現(xiàn)可靠傳輸，該層協(xié)議規(guī)定接收端必須向發(fā)送端發(fā)回確認(rèn)；若有分組丟失時，必須重新發(fā)送。該層提供了以下兩個協(xié)議：

(1)傳輸控制協(xié)議TCP：負(fù)責(zé)提供高可靠的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)，主要用于一次傳送大量報文，如文件傳送等。

(2)用戶數(shù)據(jù)協(xié)議UDP：負(fù)責(zé)提供高效率的服務(wù)，用于一次傳送少量的報文，如數(shù)據(jù)查詢等。3)IP層

TCP/IP網(wǎng)絡(luò)層的核心是IP協(xié)議，同時還提供多種其他協(xié)議。IP協(xié)議提供主機(jī)間的數(shù)據(jù)傳送能力，其他協(xié)議提供IP協(xié)議的輔助功能，協(xié)助IP協(xié)議更好地完成數(shù)據(jù)報文傳送。

IP層的主要功能有三點：

(1)處理來自運(yùn)輸層的分組發(fā)送請求。收到請求后，將分組裝人IP數(shù)據(jù)報，填充報頭，選擇路由，然后將數(shù)據(jù)報發(fā)往適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)接口。(2)處理輸入數(shù)據(jù)報。首先檢查輸入的合法性，然后進(jìn)行路由選擇。假如該數(shù)據(jù)報已到達(dá)目的地(本機(jī))，則去掉報頭，將剩下的部分(即運(yùn)輸層分組)交給適當(dāng)?shù)膫鬏攨f(xié)議；假如該數(shù)據(jù)報未到達(dá)目的地，則轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)報。

(3)處理差錯與控制報文。處理路由、流量控制、擁塞控制等問題。

網(wǎng)絡(luò)層提供的其他協(xié)議主要有：

(1)地址解析協(xié)議ARP：用于將Internet地址轉(zhuǎn)換成物理地址；

(2)反向地址解析協(xié)議RARP：與ARP的功能相反，用于將物理地址轉(zhuǎn)換成Internet地址；

(3)網(wǎng)間控制信息協(xié)議ICMP：用于報告差錯和傳送控制信息，其控制功能包括：差錯控制、擁塞控制和路由控制等。4)網(wǎng)絡(luò)接入層網(wǎng)絡(luò)接入層是TCP/IP協(xié)議軟件的最低一層，主要功能是負(fù)責(zé)接收IP分組，并且通過特定的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，或者從網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀，抽出IP分組，上交給運(yùn)輸層。10.3.2IP編址方式在計算機(jī)技術(shù)中，地址是一種標(biāo)識符，用于標(biāo)識系統(tǒng)中的某個對象，不同的物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有不同的編址方式。IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是將不同物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)統(tǒng)一起來的高層軟件技術(shù)，在統(tǒng)一的過程中，首先要解決的問題就是地址的統(tǒng)一。對于地址，首先的要求是唯一性，即在同一系統(tǒng)中一個地址只能對應(yīng)一臺主機(jī)(一臺主機(jī)則不一定對應(yīng)一個地址)。互聯(lián)網(wǎng)中采用了一種全局通用的地址格式，為全網(wǎng)的每一臺主機(jī)分配一個網(wǎng)絡(luò)地址，依次來屏蔽物理網(wǎng)絡(luò)地址的差異，從而為保證其以一個一致性實體的形象出現(xiàn)奠定了重要基礎(chǔ)。

1．分類編址機(jī)制最初的互聯(lián)網(wǎng)采用簡單的分類編址機(jī)制，一個IP地址由4個8位字節(jié)數(shù)字串組成，這4個字節(jié)通常用小數(shù)點分隔。每個字節(jié)可用十進(jìn)制或十六進(jìn)制表示，如2或0x8.0x43.0x10.0x26就是用十進(jìn)制或十六進(jìn)制表示的IP地址。IP地址也可以用二進(jìn)制表示。一個IP地址包括兩個標(biāo)識碼(ID)，即網(wǎng)絡(luò)ID和主機(jī)ID，如圖10.10所示。圖10.10IP地址的組成

同一個物理網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)都用同一個網(wǎng)絡(luò)ID，網(wǎng)絡(luò)上的一個主機(jī)(包括網(wǎng)絡(luò)上工作站、服務(wù)器和路由器等)有一個主機(jī)ID與其對應(yīng)。據(jù)此把IP地址的4個字節(jié)劃分為兩個部分，一部分用以標(biāo)明具體的網(wǎng)絡(luò)段，即網(wǎng)絡(luò)ID；另一部分用以標(biāo)明具體的節(jié)點，即宿主機(jī)ID。在這32位地址信息內(nèi)有五種定位的劃分方式，這五種劃分方法分別對應(yīng)于A、B、C、D和E類IP地址，如表10.2所示。表10.2IP地址劃分方法A類：一個A類IP地址由1個字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和3個字節(jié)的主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“0”(每個字節(jié)有8位二進(jìn)制數(shù))。

B類：一個B類IP地址由2個字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和2個字節(jié)的主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高兩位必須是“10”。

C類：一個C類地址由3個字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和1個字節(jié)的主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高三位必須是“110"。D類：用于多點播送。第一個字節(jié)以“1110”開始。因此，任何第一個字節(jié)大于223小于240的IP地址是多點播送地址。

E類：以“11110”開始，為將來使用保留。

傳統(tǒng)分類編址方式使得同一物理網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)共享一個相同的前綴——網(wǎng)絡(luò)ID，在互聯(lián)網(wǎng)中選路時，只檢查目的地址的網(wǎng)絡(luò)ID，就可以找到目的主機(jī)所在的物理網(wǎng)絡(luò)。

2．子網(wǎng)編址

20世紀(jì)80年代，隨著局域網(wǎng)的流行，傳統(tǒng)分類編址方式為每個物理網(wǎng)絡(luò)分配一個獨(dú)特的前綴會迅速耗盡地址空間，因此開發(fā)了一種地址擴(kuò)展來保存網(wǎng)絡(luò)前綴，這種方法稱為子網(wǎng)編址(SubnetAddressing)，允許多個物理地址共享一個前綴。子網(wǎng)劃分用來把一個單一的IP網(wǎng)絡(luò)地址劃分成多個更小的子網(wǎng)(Subnet)。這種技術(shù)可使一個較大的分類IP地址能夠被進(jìn)一步劃分。子網(wǎng)劃分基于以下原理：采用借位的方式，從主機(jī)位最高位開始借位變?yōu)樾碌淖泳W(wǎng)位，所剩余的部分則仍為主機(jī)位。這使得IP地址的結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)號加主機(jī)號變?yōu)槿糠郑壕W(wǎng)絡(luò)號、子網(wǎng)號和主機(jī)號。

子網(wǎng)劃分的方法如圖10.11所示。在Internet地址中，網(wǎng)絡(luò)地址部分不變，原主機(jī)地址劃分為子網(wǎng)地址和主機(jī)地址。圖10.11子網(wǎng)劃分原理掩碼（Mask）與子網(wǎng)掩碼(SubnetMask)

掩碼用于識別IP地址網(wǎng)絡(luò)部分/主機(jī)部分。每一個網(wǎng)絡(luò)都選用32位的掩碼，掩碼中的1對應(yīng)著IP地址的網(wǎng)絡(luò)號，掩碼中的0對應(yīng)著IP地址的主機(jī)號。子網(wǎng)掩碼則是掩碼的一部分，可以進(jìn)一步劃分出子網(wǎng)。例如：IP地址為，掩碼為，將這兩個數(shù)進(jìn)行二進(jìn)制的邏輯與，得到結(jié)果為：網(wǎng)絡(luò)部分是134.211，IP地址剩余部分就是主機(jī)號32.1。如果對B類網(wǎng)絡(luò)134.211進(jìn)行了子網(wǎng)劃分，如果子網(wǎng)掩碼為(整個掩碼為/20，即11111111.11111111.11110000.00000000)。10.3.3域名系統(tǒng)在Internet中IP地址由32bit組成，對于這種數(shù)字型地址，用戶很難記憶和理解。為了向用戶提供一種直觀明白的主機(jī)標(biāo)識符，TCP/IP開發(fā)了一種命名協(xié)議，即域名系統(tǒng)DNS(DomainNameSystem)。這是一種字符型的主機(jī)命名機(jī)制，用于實現(xiàn)主機(jī)名與主機(jī)地址間的映射。

1．命名機(jī)制

Internet允許每個用戶為自己的計算機(jī)命名，并且允許用戶輸入計算機(jī)的名字來代替機(jī)器的地址。Internet提供了將主機(jī)名字翻譯成地址的服務(wù)。對主機(jī)名字的首要要求是全局惟一性，這樣才可在整個網(wǎng)中通用；其次要便于管理，這里包括名字的分配、確認(rèn)和回收等工作；最后要便于名字與IP地址之間的映射。對這樣三個問題的特定解決方法，便構(gòu)成了特定的命名機(jī)制。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中最先采用的是無層次命名機(jī)制，由于其能力有限，現(xiàn)已被淘汰。TCP/IP采用的是層次型命名機(jī)制，其層次型命名結(jié)構(gòu)與Internet網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)相對應(yīng)。

在層次型命名管理中，首先由中央管理機(jī)構(gòu)將最高一級名字空間劃分為若干部分，并將各部分的管理權(quán)授予相應(yīng)機(jī)構(gòu)；各管理機(jī)構(gòu)可以將自己管轄的名字空間再進(jìn)一步劃分成若干子部分，并將這些子部分的管理權(quán)再授予若干子機(jī)構(gòu)。一個通用的完整的層次型主機(jī)名格式如下：本地名·組名·網(wǎng)點名·其中，一個網(wǎng)點是Internet中的一個部分，由若干在地址位置或組織關(guān)系上聯(lián)系非常緊密的網(wǎng)絡(luò)組成；一個網(wǎng)點內(nèi)又可分為若干個“管理組”，并以此作為基礎(chǔ)；在組名之下是各主機(jī)“本地名”。為保證主機(jī)名的惟一性，則只要保證同層名字不發(fā)生沖突即可。

2．Internet域名

TCP/IP命名協(xié)議只是一種抽象說法，任何組織都可根據(jù)其層次型名字空間的要求，構(gòu)造自己組織內(nèi)部的域名，不過這些城名的使用也僅限于其系統(tǒng)內(nèi)部。

Internet為保證其域名系統(tǒng)的通用性，特規(guī)定了一組正式的通用標(biāo)準(zhǔn)符號，作為第一級域的域名，如表10.3所示。表10.3一級Internet域名comnetorgedugovmilcoopbizinfoaerointcnuk…h(huán)kjsshbjorgnetgoveducomac…pkufudansjtutsinghua…樹根cctvibmhpmot…頂級域名二級域名三級域名mailep四級域名mailcsnetl……seu

3．DNS管理在Internet中，分組傳送時必須使用IP地址。用戶輸入的是主機(jī)名字，DNS的作用是將名字自動翻譯成IP地址。

DNS使用客戶機(jī)/服務(wù)器模型，其服務(wù)器稱為域名服務(wù)器。在域名服務(wù)器中保存了某一組織的全部主機(jī)的名字及其對應(yīng)的IP地址。當(dāng)某個應(yīng)用程序需要將某一主機(jī)名翻譯成IP地址時，該應(yīng)用程序即成為DNS的一個客戶。該應(yīng)用程序與域名服務(wù)器建立連接，將其主機(jī)名發(fā)送到域名服務(wù)器，域名服務(wù)器查找其對應(yīng)的IP地址，然后將正確的IP地址回送給該應(yīng)用程序。這樣該應(yīng)用程序在以后的所有通信中將使用該IP地址。10.310.4IP協(xié)議10.4.1IP分組格式

IP分組由分組頭和數(shù)據(jù)區(qū)兩部分組成。其中，分組頭部分用來存放IP協(xié)議的具體控制信息，而數(shù)據(jù)區(qū)則包含了上層協(xié)議(如TCP)提交給IP協(xié)議傳送的數(shù)據(jù)。IP分組的格式如圖10.14所示。圖10.14IP分組格式IP分組頭由以下字段組成：

(1)版本：長度為4bit，表示與IP分組對應(yīng)的IP協(xié)議版本號。在處理IP分組前，IP軟件都要檢查IP分組的版本字段，以保證分組格式與軟件期待的一致。目前的協(xié)議版本號是4，因此IP有時也稱作IPv4。

(2)分組頭長度：長度為4bit，用于指明IP分組頭的長度，其單位是4個字節(jié)(32bit)，即分組頭部是4個字節(jié)整數(shù)倍的數(shù)目。由于IP分組頭的長度是可變的，因此，該字段是必不可少的。(3)服務(wù)類型(TOS)：長度為8bit，用于指明IP分組所希望得到的有關(guān)優(yōu)先級、可靠性、吞吐量、時延等方面的服務(wù)質(zhì)量要求,如圖10.15所示。它包括一個3bit的優(yōu)先級子字段，優(yōu)先級取值范圍0～7；D、T、R各占1bit，表示該分組所期望的服務(wù)類型。D為最小時延，T為最大吞吐量,R為最高可靠性。如果所有比特位均為0,那么就意味著該服務(wù)為普遍服務(wù)。圖10.15服務(wù)類型字段(4)總長度：長度為16個比特，用于指名整個IP數(shù)據(jù)報的長度，以字節(jié)為單位。它包括分組頭和數(shù)據(jù)區(qū)的長度，利用分組頭部長度字段和總長度字段，我們就可以知道IP分組中數(shù)據(jù)內(nèi)容的起始位置和長度。由于該字段長16bit，所以IP分組最長可達(dá)65535字節(jié)。當(dāng)數(shù)據(jù)報被分片時，該字段的值也隨著變化?？傞L度字段是IP分組頭中必要的內(nèi)容，因為一些數(shù)據(jù)鏈路(如以太網(wǎng))需要填充一些數(shù)據(jù)以達(dá)到最小長度。例如，以太網(wǎng)的最小幀長為46字節(jié)，但是IP分組可能會更短。如果沒有總長度字段，那么IP層就不知道46字節(jié)中有多少是IP數(shù)據(jù)報的內(nèi)容。(5)標(biāo)識符：長度為16個bit，和源地址、目的地址、用戶協(xié)議一起惟一地標(biāo)識主機(jī)發(fā)送的每一個分組。通常每發(fā)送一個分組它的值就會加1。我們在10.5節(jié)介紹分片和重組時再詳細(xì)討論它。同樣，在討論分片時我們再來分析標(biāo)志字段和片偏移字段。

(6)標(biāo)志：長度為3bit，在3bit中1位保留，另兩位DF和MF分別用于指明IP分組不分片和分片。

(7)分片偏移量：長度為13bit，以8字節(jié)為1單位，用于指明當(dāng)前分組片在原始分組中的位置，這是分段和重組所必需的。(8)生存時間TTL(Time-To-Live)：長度為8bit，用于指明IP分組可在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)淖铋L時間，TTL的初始值由源主機(jī)設(shè)置(通常為32位或64位)，一旦經(jīng)過一個處理它的路由器，它的值就減去1。當(dāng)該字段的值減為0時，該分組被丟棄，并發(fā)送ICMP消息通知源主機(jī)。這個字段用于保證IP分組不會在網(wǎng)絡(luò)出錯時無休止地傳輸。

(9)協(xié)議：長度為8bit，用于指明調(diào)用IP協(xié)議進(jìn)行傳輸?shù)母邔訁f(xié)議，高層協(xié)議的號碼由TCP/IP權(quán)威管理機(jī)構(gòu)統(tǒng)一分配。例如，ICMP的值為1，TCP的值為6，UDP的值為17。(10)分組頭校驗和：長度為16bit，用于保證IP分組頭的完整性。只對IP分組頭部(不對分組頭部后面的數(shù)據(jù)區(qū))計算的檢驗和。其算法為：該字段初始值為0，然后對IP分組頭以每16位為單位進(jìn)行求異或，并將結(jié)果求反，便得到校驗和。

(11)源IP地址：長度為32bit，用于指明發(fā)送IP分組的源主機(jī)IP地址。

(12)目的地址：長度為32bit，用于指明接收IP分組的目標(biāo)主機(jī)IP地址。(13)任選項：長度可變，該字段允許在以后版本中包括在當(dāng)前設(shè)計的分組頭中未出現(xiàn)的信息，其使用有一些特殊的規(guī)定。目前，這些任選項定義如下：●安全和處理限制(用于軍事領(lǐng)域，詳細(xì)內(nèi)容參見RFC1108)；●記錄路徑(讓每個路由器都記下它的IP地址，見7.3節(jié))；●時間戳(讓每個路由器都記下它的IP地址和時間，見7.4節(jié))；●寬松的源站選路(為分組指定一系列必須經(jīng)過的IP地址)；●嚴(yán)格的源站選路(與寬松的源站選路類似，但是它要求只能經(jīng)過指定的這些地址，不能經(jīng)過其他的地址)。這些選項很少被使用，并非所有的主機(jī)和路由器都支持這些選項。(14)填充：長度不定，由于IP分組頭必須是4字節(jié)的整數(shù)倍(這是分組頭長度字段所要求的)，因此，當(dāng)使用任選項的IP分組頭長度不足4字節(jié)的整數(shù)倍時，必須用0填入填充字段來滿足這一要求。10.4.2IP的分片與重裝在互聯(lián)網(wǎng)中各個網(wǎng)絡(luò)定義的最大分組長度可能不同，網(wǎng)絡(luò)層需要將收到的數(shù)據(jù)報分割成較小的數(shù)據(jù)塊，稱為分片。相反地，到了目的端將多個數(shù)據(jù)塊組合起來，稱為重裝。

IP分組格式中，分片偏移量和標(biāo)志字段用來對IP分組的分片與重裝，分片過程如圖10.16所示。圖10.16IP分組的分片過程

原始數(shù)據(jù)長度404個8位位組，在網(wǎng)絡(luò)層傳輸過程中分為兩個數(shù)據(jù)塊，一塊長度為208個8位位組，另外一塊為196個8位位組。在第一分片中，數(shù)據(jù)長度為208個8位位組，分片偏移量為0，(后續(xù))標(biāo)志為1，表示后續(xù)有分片的數(shù)據(jù)。在第二分片中，數(shù)據(jù)長度為196個8位位組，分片偏移量為26個64bit單元(208個8位位組)，(后續(xù))標(biāo)志為0，表示后續(xù)不再有分片的數(shù)據(jù)。到了目的端后，根據(jù)分片偏移量和后續(xù)標(biāo)志對分片的數(shù)據(jù)進(jìn)行重裝。10.410.5運(yùn)輸層協(xié)議10.5.1運(yùn)輸層端口運(yùn)輸層與網(wǎng)絡(luò)層在功能上的最大區(qū)別是前者提供進(jìn)程通信能力，后者則不提供。在進(jìn)程通信的意義上，網(wǎng)絡(luò)通信的最終地址就不僅僅是主機(jī)地址了，還包括可以描述的某種標(biāo)識符。為此，TCP/IP提出協(xié)議端口的概念，用于標(biāo)識通信的進(jìn)程。為了區(qū)分不同的端口，用端口號對每個端口進(jìn)行標(biāo)識。端口分為兩部分，一部分是保留端口，另外一部分是自由端口。其中保留端口只占很小的數(shù)目，以全局方式進(jìn)行分配，即由一個公認(rèn)的機(jī)構(gòu)統(tǒng)一進(jìn)行分配，并將結(jié)果公諸于眾。自由端口占全端口的絕大部分，以本地方式進(jìn)行分配。TCP和UDP均規(guī)定，小于256的端口號才能作為保留端口使用。10.5.2用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP

用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP建立在IP協(xié)議之上，同IP協(xié)議一起提供無連接的數(shù)據(jù)報傳輸。相對與IP協(xié)議，它惟一增加的能力是提供協(xié)議端口，以保證進(jìn)程通信。

UDP由兩大部分組成：報頭和數(shù)據(jù)區(qū)，如圖10.17所示。圖10.17UDP報文格式(1)UDP源端口號：指示發(fā)送方的UDP端口號，當(dāng)不需要返回數(shù)據(jù)時，可將這個字段的值置0。

(2)UDP目的端口號：指示接收方的UDP端口號。UDP將根據(jù)該字?jǐn)嗟膬?nèi)容將報文送給指定的應(yīng)用進(jìn)程。

(3)UDP報文長度：指示數(shù)據(jù)報總長度，包括報頭和數(shù)據(jù)區(qū)總長度。最小值為8，即UDP報頭部分的長度。

(4)UDP校驗和：該字段為可選項。為0表示未選校驗和，而全1表示校驗和為0。校驗和的可選性是UDP效率的又一體現(xiàn)，因為計算校驗和是一個非常耗時的工作，如果應(yīng)用程序?qū)π实囊蠓浅８?，則可不選此項。

當(dāng)IP模塊收到一個IP分組時，它就將其中的UDP數(shù)據(jù)報遞交給UDP模塊。UDP模塊在收到由IP層傳來的UDP數(shù)據(jù)報后，首先檢驗UDP校驗和。如果校驗和為0，表示發(fā)送方?jīng)]有計算校驗和。如果校驗和非0，并且校驗和不正確，則UDP將丟棄該數(shù)據(jù)報。如果校驗和非0，并且校驗和正確，則UDP根據(jù)數(shù)據(jù)報的目的端口號，將其送給指定應(yīng)用程序等待隊列。10.5.3運(yùn)輸控制協(xié)議TCP

運(yùn)輸控制協(xié)議TCP是運(yùn)輸層的另一個重要協(xié)議。它用于在各種網(wǎng)絡(luò)上提供有序可靠的面向連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。與UDP相比，TCP最大特點是以犧牲效率為代價換取高可靠的服務(wù)。為了達(dá)到這種高可靠性，TCP必須檢測分組的丟失，在收不到確認(rèn)時進(jìn)行自動重傳、流量控制、擁塞控制等。1．TCP分組格式圖10.18TCP分組格式(1)源端口：標(biāo)識源端應(yīng)用進(jìn)程。

(2)目的端口：標(biāo)識目的端應(yīng)用進(jìn)程。

(3)序號：在SYN標(biāo)志未置位時，該字段指示了用戶數(shù)據(jù)區(qū)中第一個字節(jié)的序號；在SYN標(biāo)志置位時，該字段指示的是初始發(fā)送的序列號。

(4)確認(rèn)號：用來確認(rèn)本端TCP實體已經(jīng)接收到的數(shù)據(jù)，其值表示期待對端發(fā)送的下一個字節(jié)的序號，實際上告訴對方，在這個序號減1以前的字節(jié)已正確接收。

(5)數(shù)據(jù)偏移：表示以32位字為單位的TCP分組頭的總長度，用于確定用戶數(shù)據(jù)區(qū)的起始位置。(6)URG：緊急指針字段有效。

(7)ACK：確認(rèn)好有效。

(8)PSH：Push操作。TCP分組長度不定，為提高傳輸效率，往往要收集到足夠的數(shù)據(jù)后才發(fā)送。這種方式不適合實時性要求很高的應(yīng)用，因此，TCP提供“Push”操作，以強(qiáng)迫傳輸當(dāng)前的數(shù)據(jù)，不必等待緩沖區(qū)滿才傳送。

(9)RST：連接復(fù)位，重新連接。

(10)SYN：同步序號，該比特置位表示連接建立分組。

(11)FIN：字符串發(fā)送完畢，沒有其他數(shù)據(jù)需要發(fā)送，該比特置位表示連接確認(rèn)分組。(12)窗口：單位是字節(jié)，指明該分組的發(fā)送端愿意接收的從確認(rèn)字段中的值開始的字節(jié)數(shù)量。

(13)校驗和：對TCP分組的頭部和數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行校驗。

(14)緊急指針：指出窗口中緊急數(shù)據(jù)的位置(從分組序號開始的正向位移，指向緊急數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié))，這些緊急數(shù)據(jù)應(yīng)優(yōu)先于其他數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送。

(15)任選項：用于處理一些特殊情況。目前被正式使用的選項字段可用于定義通信過程中的最大分組長度，只能在連接建立時使用。

(16)填充：用于保證任選項為32bit的整數(shù)倍。2．TCP連接建立、拆除

TCP協(xié)議是面向字節(jié)流的，提供高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。在數(shù)據(jù)傳輸前，TCP協(xié)議必須在兩個不同主機(jī)的傳輸端口之間建立一條連接，一旦連接建立成功，在兩個進(jìn)程間就建立起來一條虛電路，數(shù)據(jù)分組在建立好的虛連接上依次傳輸。

(1)TCP在連接建立機(jī)制上，提供了三次握手的方法，如圖10.19所示。圖10.19TCP三次握手建立連接

兩臺主機(jī)應(yīng)用進(jìn)程在傳輸數(shù)據(jù)前，建立TCP連接的過程：第一次握手，發(fā)端發(fā)出連接請求(ConnectRequest)，包括發(fā)端的初始分組序號；第二次握手，接收端收到連接請求后，發(fā)回連接確認(rèn)(ConnectConfirm)，包含收端的初始分組序號，以及對發(fā)端初始分組的確認(rèn)；第三次握手，發(fā)端向接收端發(fā)送連接確認(rèn)已收到，連接已建立。(2)TCP連接的拆除。由于TCP連接是一個全雙工的數(shù)據(jù)通道，一個連接的關(guān)閉必須由通信雙方共同完成。當(dāng)通信的一方?jīng)]有數(shù)據(jù)需要發(fā)送給對方時，可以使用終止連接(FIN)向?qū)Ψ桨l(fā)送關(guān)閉連接請求。這時，它雖然不再發(fā)送數(shù)據(jù)，但并不排斥在這個連接上繼續(xù)接收數(shù)據(jù)。只有當(dāng)通信的對方也遞交了終止連接的請求后，這個TCP連接才會完全關(guān)閉，如圖10.20所示。在終止連接時，既可以由一方發(fā)起而另一方響應(yīng)，也可以雙方同時發(fā)起。無論怎樣，收到關(guān)閉連接請求的一方必須使用終止確認(rèn)(ACK)給予確認(rèn)。實際上，TCP連接的關(guān)閉過程是一個四次握手的過程。圖10.20TCP終止連接的過程3．TCP連接的完整通信過程圖10.21TCP完整的通信過程10.510.6互聯(lián)網(wǎng)工作過程10.6.1路由協(xié)議路由協(xié)議使路由器能夠與其他路由器交換有關(guān)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜涂蛇_(dá)性的信息。任何路由器的首要目標(biāo)都是保證網(wǎng)絡(luò)中所有的路由器都具有一個完整準(zhǔn)確的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫，這樣，每個路由器都根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?shù)據(jù)庫來計算各自的路由表。正確的路由表能夠提高IP分組正確到達(dá)目的地的概率；不正確或不完整的路由表易于導(dǎo)致IP分組不能到達(dá)其目的地，更壞的情況是它可能在網(wǎng)絡(luò)上循環(huán)一段較長時間，白白地消耗了帶寬和路由器上的資源。

路由協(xié)議可以分為域內(nèi)(Intradomain)和域間(Interdomain)兩類。一個域通常又可以被稱為自治系統(tǒng)(AS：AutonomousSystem)。AS是一個由單一實體進(jìn)行控制和管理的路由器集合，采用一個唯一的AS(如AS3)號來標(biāo)識。域內(nèi)協(xié)議被用在同一個AS中的路由器之間，其作用是計算AS中的任意兩個網(wǎng)絡(luò)之間的最快或者費(fèi)用最低的通路，以達(dá)到最佳的網(wǎng)絡(luò)性能。域間協(xié)議被用在不同自治域中的路由器之間，其作用是計算那些需要穿越不同自治域系統(tǒng)的通路。由于這些自治域系統(tǒng)是由不同的組織管理的，因此在選擇穿越AS的通路時，我們所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)將不只局限于通常所說的性能，而且要依據(jù)多種特定的策略和標(biāo)準(zhǔn)，如費(fèi)用、可用性、性能、AS之間的商業(yè)關(guān)系等。

1．RIPRIP最初是為Xerox網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的Xeroxparc通用而設(shè)計的協(xié)議，是Internet中常用的路由協(xié)議。RIP采用距離向量算法，即路由器根據(jù)距離選擇路由，所以也稱為距離向量協(xié)議。路由器收集所有可到達(dá)目的地的不同路由，并且保存有關(guān)到達(dá)每個目的地的最少站點數(shù)的路由信息，除到達(dá)目的地的最佳路徑外，任何其他信息均予以丟棄。同時路由器也把所收集的路由信息用RIP通知相鄰的其他路由器。這樣，正確的路由信息逐漸擴(kuò)散到了全網(wǎng)。

RIP使用非常廣泛，它簡單、可靠、便于配置。但是RIP只適用于小型的同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，因為它允許的最大站點數(shù)為15，任何超過15個站點的目的地均被標(biāo)記為不可達(dá)。而且RIP每隔30s一次的路由信息廣播也是造成網(wǎng)絡(luò)廣播風(fēng)暴的重要原因之一。

2．OSPF協(xié)議

20世紀(jì)80年代中期，RIP已不能適應(yīng)大規(guī)模異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互連，OSPF隨之產(chǎn)生。它是互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組織(IETF)的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議工作組為IP網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的一種路由協(xié)議。

OSPF是一種基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，需要每個路由器向其同一管理域的所有其他路由器發(fā)送鏈路狀態(tài)廣播信息。在OSPF的鏈路狀態(tài)廣播中包括所有接口信息、所有的量度和其他一些變量。利用OSPF的路由器首先必須收集有關(guān)的鏈路狀態(tài)信息，并根據(jù)一定的算法計算出到每個節(jié)點的最短路徑。而基于距離向量的路由協(xié)議僅向其鄰接路由器發(fā)送有關(guān)路由更新信息。

與RIP不同，OSPF將一個自治域再劃分為區(qū)，相應(yīng)地，有兩種類型的路由選擇方式：當(dāng)源和目的地在同一區(qū)時，采用區(qū)內(nèi)路由選擇；當(dāng)源和目的地在不同區(qū)時，則采用區(qū)間路由選擇。這就大大減少了網(wǎng)絡(luò)開銷，并增加了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。當(dāng)一個區(qū)內(nèi)的路由器出了故障時并不影響自治域內(nèi)其他區(qū)路由器的正常工作，這也給網(wǎng)絡(luò)的管理、維護(hù)帶來了方便。

3．BGP協(xié)議

BGP是為TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，用于多個自治域之間。BGP的主要目標(biāo)是為處于不同AS中的路由器之間進(jìn)行路由信息通信提供保證。它既不是基于純粹的鏈路狀態(tài)算法，也不是基于純粹的距離向量算法。它的主要功能是與其他自治域交換網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性信息。在網(wǎng)絡(luò)啟動的時候，不同自治域的相鄰路由器(運(yùn)行BGP協(xié)議)之間互相打開一個TCP連接(保證傳輸?shù)目煽啃?，然后交換整個路由信息庫。從那以后，只有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和策略發(fā)生改變時，才會使用BGP更新消息發(fā)送。一個BGP更新消息可以聲明或撤銷到一個特定網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性。在BGP更新消息中也可以包含通路的屬性，屬性信息可被BGP路由器用于在特定策略下建立和發(fā)布路由表。

4．路由協(xié)議生成路由表的過程我們以O(shè)SPF為例介紹路由表的生成過程，其工作過程如下：

OSPF的目的是計算出一條經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)的最小費(fèi)用的路由，這個費(fèi)用基于用戶可設(shè)置的費(fèi)用量度。用戶可以將費(fèi)用設(shè)置為表示時延、數(shù)據(jù)率、現(xiàn)金花費(fèi)或其他因素的一個函數(shù)。OSPF能夠在多個同等費(fèi)用的路徑之間平均分配負(fù)載。每個路由器都維護(hù)一個數(shù)據(jù)庫，這個數(shù)據(jù)庫反映了該路由器所掌握的所屬自治系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)擁有有向圖表示。

圖10.22是一個用6個路由器將5個子網(wǎng)連接起來的互聯(lián)網(wǎng)示例。網(wǎng)絡(luò)中的每個路由器都維護(hù)一個有向圖的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫是通過從互聯(lián)網(wǎng)的其他路由器上得到的鏈路狀態(tài)信息拼湊而成的。路由器使用Dijkstra算法對有向圖進(jìn)行分析，計算到所有目的網(wǎng)絡(luò)的最小費(fèi)用路徑。圖10.22(a)是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，圖10.22(b)是網(wǎng)絡(luò)有向圖。在有向圖中，每個路由器接口的輸出側(cè)都有一個相關(guān)聯(lián)的費(fèi)用，這個費(fèi)用可以由系統(tǒng)管理員配置。圖10.22(b)中的弧被標(biāo)記為相應(yīng)的路由器到輸出接口的費(fèi)用，沒有標(biāo)記費(fèi)用的弧，其費(fèi)用為0。從網(wǎng)絡(luò)到路由器的弧的費(fèi)用永遠(yuǎn)為0(這是一個約定)，比如N1到R1、R2、R3，N2到R3，N3到R4、R5、R6，N4到R5以及N5到R6的費(fèi)用始終為0。圖10.22簡單互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)最短路徑計算過程(a)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；(b)網(wǎng)絡(luò)有項圖；(c)路由器1的生成樹圖圖10.22簡單互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)最短路徑計算過程(a)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；(b)網(wǎng)絡(luò)有項圖；(c)路由器1的生成樹圖圖10.22簡單互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)最短路徑計算過程(a)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；(b)網(wǎng)絡(luò)有項圖；(c)路由器1的生成樹圖

圖10.22(c)為路由器1經(jīng)過運(yùn)算得到的生成樹。需要注意的是，從R1到達(dá)N3的路由有兩條，分別為R1→R4→N3和R1→N1→R2→N5→N3，兩條路由的費(fèi)用分別為10和14，費(fèi)用為10的路由被保留下來，另外一條路由則被刪除。表10.5路由器R1的路由表10.6.2分組在路由器上的轉(zhuǎn)發(fā)當(dāng)路由器收到一個IP分組時，路由器的處理軟件首先檢查該分組的生存時間，如果其生存時間為0，則丟棄該分組，并給其源點返回一個分組超時ICMP消息。如果生存期未到，則從IP分組頭中提取目的地IP地址。目的IP地址與網(wǎng)絡(luò)掩碼進(jìn)行屏蔽操作找出目的地網(wǎng)絡(luò)號，在路由表中按照最長匹配原則查找與其相匹配的表項。如果在路由表中未找到與其相匹配的表項，則將該分組放入默認(rèn)的網(wǎng)關(guān)對應(yīng)路由的緩沖區(qū)排隊輸出，并向源端返回不可到達(dá)信息；如果找到匹配項，則選擇最佳路由，進(jìn)行頭校驗，TTL減1，封裝鏈路層信息，并將該分組放入下一跳對應(yīng)輸出端口的緩沖區(qū)進(jìn)行排隊輸出。圖10.23是路由器處理IP分組的流程圖。圖10.23路由器處理IP分組流程圖

為了進(jìn)一步理解路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的工作原理，圖10.24給出了一個互聯(lián)網(wǎng)通信的實例。其通信子網(wǎng)的IP編號為、和，路由器1與網(wǎng)絡(luò)1和網(wǎng)絡(luò)2直接相連，與網(wǎng)絡(luò)1相連的端口1的IP地址為，與網(wǎng)絡(luò)2相連的端口3的IP地址為；路由器2與網(wǎng)絡(luò)2和網(wǎng)絡(luò)3直接相連，與網(wǎng)絡(luò)2相連的端口5的IP地址為0，與網(wǎng)絡(luò)3相連的端口8的IP地址為。下面我們來看用戶A要傳送一個數(shù)據(jù)文件給用戶B時每個路由器的工作過程。圖10.24路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組實例

首先用戶A把數(shù)據(jù)文件以IP分組的形式送到默認(rèn)路由器1，其目的站點的IP地址為。第一步，分組被路由器1接收，通過子網(wǎng)掩碼屏蔽操作確定了該IP分組的目的網(wǎng)絡(luò)號為。第二步，通過查找路由表(通過運(yùn)行路由協(xié)議維護(hù))，路由器1在路由表中找到與其匹配的表項，獲得輸出端口號為3和下一跳路由器的IP地址為0(指路由器2與網(wǎng)絡(luò)2相連網(wǎng)絡(luò)端口的IP地址)。第三步，路由處理軟件將該IP分組放入路由器1端口3的發(fā)送緩沖區(qū)，并將下一跳IP地址遞交給網(wǎng)絡(luò)接口處理軟件。第四步，網(wǎng)絡(luò)接口軟件調(diào)用ARP完成下一跳IP地址到物理地址(MAC)的映射。在一個正常運(yùn)行的路由器高速緩存中，保存其相鄰路由器端口的IP地址對應(yīng)的MAC地址，不必每接收一個IP分組都使用ARP來獲得下一跳的MAC地址。獲得下一跳的MAC地址后，便將原IP分組封裝成適合網(wǎng)絡(luò)2傳送的數(shù)據(jù)幀，排隊等待發(fā)送。

分組被送到路由器2后，根據(jù)目的IP地址確定目的網(wǎng)絡(luò)號，經(jīng)過查找路由表獲得該目的網(wǎng)絡(luò)與路由器2直接相連。路由處理軟件將該IP分組放入網(wǎng)絡(luò)端口8的發(fā)送緩沖區(qū)，并將目的IP地址遞交給網(wǎng)絡(luò)端口處理軟件。因為分組到達(dá)最后一個路由器，所以需調(diào)用ARP獲得目的主機(jī)的MAC地址，然后對IP分組進(jìn)行封裝，封裝后的幀直接發(fā)送給目的主機(jī)B。10.7Internet基本業(yè)務(wù)10.7.1電子郵件電子郵件是一種通過Internet與其他用戶進(jìn)行聯(lián)系的快捷、簡便、廉價的現(xiàn)代化通信手段，也是目前Internet用戶使用最頻繁的一種服務(wù)功能。電子郵件系統(tǒng)采用了簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP，保證不同類型的計算機(jī)之間電子郵件的傳送。該協(xié)議采用客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，通過建立SMTP客戶機(jī)與遠(yuǎn)程主機(jī)上SMTP服務(wù)器間的連接來傳送電子郵件。

1．電子郵件的系統(tǒng)組成電子郵件系統(tǒng)組成如圖10.25所示。其中，用戶代理負(fù)責(zé)報文的生成與處理，報文傳送代理負(fù)責(zé)建立與遠(yuǎn)程主機(jī)間的通信和郵件傳送。圖10.25電子郵件系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

郵件可能在報文傳送代理間直接傳送，也可能經(jīng)中繼報文傳送代理。當(dāng)郵件被中繼時，整個報文全部傳輸?shù)街虚g主機(jī)(郵件網(wǎng)關(guān))，然后伺機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)，即使用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。在接收主機(jī)，郵件被放到輸人隊列中，然后送到用戶郵箱存儲區(qū)。當(dāng)用戶調(diào)用用戶代理程序時，用戶代理通常顯示郵箱中到達(dá)郵件的總覽信息。用戶代理的主要功能有：(1)顯示用戶郵箱的郵件信息；(2)將接收到的或要發(fā)送的報文存放在本地文件中；(3)向用戶提示報文的接收者或主題；(4)為用戶提供生成報文的編輯器；(5)對接收到的或要發(fā)送的報文進(jìn)行排隊和管理。

由于Internet電子郵件系統(tǒng)是建立在面向連接、高可靠的TCP基礎(chǔ)上的，因此，其電子郵件非常可靠。

Internet電子郵件使用客戶機(jī)/服務(wù)器模型。

2．電子郵件的工作過程

(1)寫信或留便條；

(2)告訴郵件客戶程序?qū)⑿虐l(fā)至某個人或某些人；

(3)客戶程序?qū)-mail發(fā)給服務(wù)提供者郵件服務(wù)器；

(4)郵件服務(wù)器使用SMTP(簡單郵件傳送協(xié)議)將郵件在服務(wù)器之間傳遞，郵件在Internet上傳遞時分成包的形式；

(5)郵件到達(dá)目的地服務(wù)器；

(6)目的地服務(wù)器將郵件放到接收者的郵箱里；

(7)接收者用其郵件客戶程序閱讀郵件。10.7.2遠(yuǎn)程文件傳輸文件傳輸協(xié)議(FTP：FileTransferProtocol)是Internet最早、最重要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之一。FTP的主要作用是在不同計算機(jī)系統(tǒng)間傳送文件，它與兩臺計算機(jī)所處的位置、連接的方式以及使用的操作系統(tǒng)無關(guān)。

1．FTP模型與電子郵件一樣，F(xiàn)TP也采用客戶機(jī)/服務(wù)器方式，其模型如圖10.26所示。為了實現(xiàn)文件傳送，F(xiàn)TP在客戶與服務(wù)器間建立了兩個連接：控制連接和數(shù)據(jù)連接?？刂七B接用于傳送客戶機(jī)與服務(wù)器之間的命令和響應(yīng)。數(shù)據(jù)連接用于客戶機(jī)與服務(wù)器間交換數(shù)據(jù)。圖10.26FTP客戶機(jī)/服務(wù)器模型FTP使用TCP作為其傳輸控制協(xié)議。

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