【题目】网络技术区专题活动－24

金算盘

TCP/IP建立连接的机制？

[ Last edited by 金算盘 on 2005-1-31 at 23:16 ]

咚咚波

不知道我的答题方法对不对,写出来大家看一下
目前的网际网路几乎全都是基于TCP/IP协议的，要回答根据金算盘版主的题目，我想应该从最基本的说起。至于TCP/IP的重要性，呵呵，简单的说：TCP/IP被称作“全球互联网”或“因特网(Internet)”的基础，能够将绝大部分的计算机连接起来，不管你用什么操作系统， TCP/IP是你连接入互联网的根本。

咚咚波

说TCP/IP的连接机制就不能不看该协议的架构
首先说说该网络协议的层次，网络协议通常分不同层次进行开发，每一层分别负责不同的通信功能。一个协议族，比如T C P / I P，是一组不同层次上的多个协议的组合。
应用层 Telnet、FTP和e-mail等
运输层 TCP和UDP
网络层 IP、ICMP和IGMP
链路层 设备驱动程序及接口卡

咚咚波

应用层：应用层是所有用户所面向的应用程序的统称。ICP/IP协议族在这一层面有着很多协议来支持不同的应用，许多大家所熟悉的基于Internet的应用的实现就离不开这些协议。如我们进行万维网（WWW）访问用到了HTTP协议、文件传输用FTP协议、电子邮件发送用SMTP、域名的解析用DNS协议、 远程登录用Telnet协议等等，都是属于TCP/IP应用层的；就用户而言，看到的是由一个个软件所构筑的大多为图形化的操作界面，而实际后台运行的便是上述协议。几乎各种不同的T C P / I P实现都会提供下面这些通用的应用程序： Telnet 远程登录，FTP 文件传输协议，SMTP 简单邮件传送协议，SNMP 简单网络管理协议，现在想要给大家说的是大多数的网络应用程序都被设计成客户—服务器模式在同一层上，双方都有对应的一个或多个协议进行通信。例如，某个协议允许T C P层进行通信，而另一个协议则允许两个I P层进行通信。

传输层：这一层的的功能主要是提供应用程序间的通信，TCP/IP协议族在这一层的协议有TCP和UDP。T C P（传输控制协议）和U D P（用户数据报协议）。T C P为两台主机提供高可靠性的数据通信。它所做的工作包括把应用程序交给它的数据分成合适的小块交给下面的网络层，确认接收到的分组，设置发送最后确认分组的超时时钟等。由于运输层提供了高可靠性的端到端的通信，因此应用层可以忽略所有这些细节。而另一方面， U D P则为应用层提供一种非常简单的服务。它只是把称作数据报的分组从一台主机发送到另一台主机，但并不保证该数据报能到达另一端。任何必需的可靠性必须由应用层来提供。

网络层：有时也称作互联网层，是TCP/IP协议族中非常关键的一层，主要定义了IP地址格式，从而能够使得不同应用类型的数据在Internet上通畅地传输，IP协议就是一个网络层协议。处理分组在网络中的活动，例如分组的选路。在T C P / I P协议族中，网络层协议包括I P协议（网际协议），ICMP协议（Internet互联网控制报文协议），以及IGMP协议（Internet组管理协议）。

链路层：有时也称作数据链路层或网络接口层，通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。这是TCP/IP软件的最低层，负责接收IP数据包并通过网络发送之，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报交给IP层。  
从上述网络协议层次中可以看出数据的传输方式


值得强调的是：应用层本身本不注意数据的传递和交换，它一般只是一个用户进程，而上面我提到的运输层及其以下的三层的目的就是处理通信的过程，在此有明确的分工.

咚咚波

上面提到过TCP／IP协议是一个由一组不同的协议组和在以期的协议族。其中TCP运输层协议和IP网络层协议两种协议是其中最主要的两种。
网络接口层和应用层的目的是很显然的—前者处理有关通信媒介的细节（以太网、令牌环网等），而后者处理某个特定的用户应用程序（ FTP、Telnet等）。但是，从表面上看，网络层和运输层之间的区别不那么明显。

咚咚波

进一步说说TCP／IP协议的特点：

应用层网关：也就是常用述语网关。一个连接两种不同协议族的进程（例如，TCP/IP和IBM的SNA），它为某个特定的应用程序服务，比如：电子邮件或文件传输。在T C P / I P协议族中，网络层I P提供的是一种不可靠的服务。也就是说，它只是尽可能快地把分组从源结点送到目的结点，但是并不提供任何可靠性保证。而另一方面， T C P在不可靠的I P层上提供了一个可靠的运输层。为了提供这种可靠的服务， T C P采用了超时重传、发送和接收端到端的确认分组等机制。由此可见，运输层和网络层分别负责不同的功能。

TCP /IP倾向于使用路由器而不是网桥来连接网络，T C P和U D P是两种最为著名的运输层协议，二者都使用I P作为网络层协议。虽然T C P使用不可靠的I P服务，但它却提供一种可靠的运输层服务。I P是网络层上的主要协议，同时被T C P和U D P使用。T C P和U D P的每组数据都通过端系统和每个中间路由器中的I P层在互联网中进行传输。I C M P是I P协议的附属协议。I P层用它来与其他主机或路由器交换错误报文和其他重要信息。I C M P是I P协议的附属协议。I P层用它来与其他主机或路由器交换错误报文和其他重要信息。另外，大多数的T C P / I P实现也允许一个多接口主机来担当路由器的功能，但是主机为此必须进行特殊的配置。在这种情况下，我们既可以称该系统为主机（当它运行某一应用程序时，如F T P或Te l n e t），也可以称之为路由器（当它把分组从一个网络转发到另一个网络时），关于使用中涉及到的IP地址，我就不多说了，大家看一下相关资料。

咚咚波

简单说说数据的封装和分用.
TCP/IP的封装：当应用程序用T C P传送数据时，数据被送入协议栈中，然后逐个通过每一层直到被当作一串比特流送入网络。其中每一层对收到的数据都要增加一些首部信息（有时还要增加尾部信息），T C P传给I P的数据单元称作T C P报文段或简称为T C P段（TCPsegment）。I P传给网络接口层的数据单元称作I P数据报(IP datagram)。通过以太网传输的比特流称作帧(Frame )。
确切点说，I P和网络接口层之间传送的数据单元应该是分组（Packet）。简单的说就是数据包。分组既可以是一个I P数据包，也可以是I P数据报的一个片（Fragment），相关的中文资料在这里比较笼统，我不敢多说什么。
所以本帖只用于专门网，不管说的对不对，请大家不要转帖。

U D P数据与T C P数据基本一致。唯一的不同是U D P传给I P的信息单元称作U D P数据报（UDP datagram），而且U D P的首部长为8字节。

然后说一下什么是分用，分用其实就是一个数据传递的过程。这样的一个数据传递是逆过程的，数据就开始从协议栈中由底向上升，同时去掉各层协议加上的报文首部。每层协议盒都要去检查报文首部中的协议标识，以确定接收数据的上层协议。这个过程称作分用（ Demultiplexing）。

咚咚波

网络应用模式
大部分的网络应用程序都是被设计成客户端和服务器端的这种模型。具体为什么呢?---------------我不知道(这个好像不是我能讨论的了)。别人的概括：为了适应某些特定的服务。可以将这种服务分为两种类型：重复型或并发型。
重复型服务器通过以下步骤进行交互：
I1. 等待一个客户请求的到来。
I2. 处理客户请求。
I3. 发送响应给发送请求的客户。
并发型服务器采用以下步骤：
C1. 等待一个客户请求的到来。
C2. 启动一个新的服务器来处理这个客户的请求。在这期间可能生成一个新的进程、任务或线程，并依赖底层操作系统的支持。这个步骤如何进行取决于操作系统。生成的新服务器 对客户的全部请求进行处理。处理结束后，终止这个新服务器。
C3. 返回C1步.
一般来说，TCP服务器是并发的，而UDP服务器是重复的，但也存在一些例外。

本帖后面的模型是我直接从资料上复制的应该算是转帖吧.

咚咚波

回答完毕。

金算盘

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