第1章Internet与TCP/IP协议1.1Internet中的“世界语”——TCP/IP协议由于美国对DARPA的巨额资金投入和DARPA其本身有效的管理体制，DARPA取得了巨大的成功，使美国从20世纪60年代到现在一直保持着在全球军事技术上的绝对领先地位。在DARPA的所有项目中，对当今世界影响最大，与普通人关系最密切，改变了人们日常交往和通信方式的是1968年6月提出的“资源共享的计算机络”(ResourceSharingComputerNetworks)研究计划。1.1.2网络互联促成了TCP/IP协议的产生ARPAnet由专门负责进行数据传输的通信子网和由用户主机组成的资源子网组成，通信子网由通信介质和用来进行通信处理的结点信息处理机IMP(InterfaceMessageProcessor)组成，如图1-1所示。ARPAnet在工作过程中要解决的主要问题是：用来连接主机(Host)的结点信息处理机IMP在相互通信过程中什么时候应该接收信号，什么时候应该结束通信，以及如何识别通信的源端传输的各种符号的含义等。图1-1ARPAnet组成结构新的协议确定了一些基本设计原则：(1)每一个独立的网络必须按自己的标准建立起来，当这个网络和互联网连接时，不需要对其内部做任何改动。(2)网络应该在最佳的状态下完成通信。(3)如果一个信包没有到达目的地，最初发出信包的结点将很快重发该信包。(4)网络之间由叫做“黑匣子”的设备进行互相连接。这里所谓的“黑匣子”，就是后来被人们称为网关和路由器的设备。(5)整个互联网不需要在操作层面上进行任何总体控制。TCP/IP协议因其在后来不同网络的互联时的出色表现而被美国军方看中(因为这样一种没有中心控制结点的分布式网络，即使网络中的任何一点或一部分被破坏，都不会造成整个网络的瘫痪，这正迎合了战争的需要)，于是，在1982年做出了在ARPAnet上使用TCP/IP协议代替原来使用的网络控制协议(NCP)的决定。1983年1月1日，在ARPAnet上停止使用网络控制协议NCP，从此互联网上的主机都使用TCP/IP协议，TCP/IP协议成了Internet中的“世界语”。综上所述，TCP/IP协议是人们在网络建设中边实践边开发研究的一个产物，它不是由某一国际标准化组织机构提出的标准协议(如大家比较熟悉的OSI/RM就是由ISO提出的协议)，但它已经成了人们公认的，在Internet上使用的事实上的工业标准协议。我们可以这样说，Internet的大发展得益于TCP/IP协议的提出和使用，反过来，Internet又促进了TCP/IP协议的普及和应用。学习并理解TCP/IP协议是人们深入使用Internet，研究Internet和进行Internet应用开发的必备知识。1.2TCP/IP协议的体系结构1.2.2TCP/IP协议的四个层次TCP/IP协议的体系结构分为四层，这四层由高到低分别是：应用层、传输层、网络层和链路层，如图1-2所示。其中每一层完成不同的通信功能，具体各层的功能和各层所包含的协议说明如下。图1-2TCP/IP协议的层次结构1．链路层(LinkLayer)链路层在TCP/IP协议栈的最低层，也称为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机中对应的网络接口卡。链路层的功能是把接收到的网络层数据报(也称IP数据报)通过该层的物理接口发送到传输介质上，或从物理网络上接收数据帧，抽出IP数据报并交给IP层。2．网络层(NetworkLayer)网络层也称为互联网层，由于该层的主要协议是IP协议，因而也可简称为IP层。它是TCP/IP协议栈中最重要的一层，主要功能是可以把源主机上的分组发送到互联网中的任何一台目标主机上。3．传输层(TransportLayer)我们通常所说的两台主机之间的通信其实是两台主机上对应应用程序之间的通信，传输层提供的就是应用程序之间的通信，也叫端到端(EndtoEnd)的通信。在TCP/IP协议族中传输层包含两个不同的传输协议：一个是TCP(传输控制协议)；另一个是UDP(用户数据报协议)。4．应用层(ApplicationLayer)应用层向使用网络的用户提供特定的、常用的应用程序，如使用最广泛的远程登录(Telnet)、文件传输协议(FTP)、超文本传输协议(HTTP)、域名系统(DNS)、简单网络管理协议(SNMP)和简单邮件传输协议(SMTP)等。要注意有些应用层协议是基于TCP协议的(如FTP和HTTP等)，有些应用层协议是基于UDP协议的(如SNMP等)。1.2.3TCP/IP协议模型中的操作系统边界和地