TcpIp协议占与数据包封装.docx

1. TCP/IP协议栈与数据包封装
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TCP/IP网络协议栈分为应用层（Application）、传输层（Transport）、网络层（Network）
和链路层（Link）四层。如下图所示（该图出自［TC1. TCP/IP协议栈与数据包封装
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TCP/IP网络协议栈分为应用层（Application）、传输层（Transport）、网络层（Network）
和链路层（Link）四层。如下图所示（该图出自［TCPIP］）。
图36・1・TCP/IP协议栈
Telnets FTP和 E-imil 等
T匚P和UDP
IP、ICMP和IGMP
设备碾动稈泾及接口卡
两台计算机通过TCP/IP协议通讯的过程如下所示（该图出自［TCPIP］）。
图36・2・TCP/IP通讯过程
TCP
应用层
传楡层
网络层
TCP
FTP协议
TCP协议
IP协逆
以太网
柑户进程
处理应川 程呼細节
处理通店细节
FTP 服务器
以太网郭
前程序
以太网躺
动裡序
FTP 富户
传输层及其以下的机制由内核提供，应用层由用户进程提供（后面将介绍如何使用socket
API 编写应用程序），应用程序对通讯数据的含义进行解释，而传输层及其以下处理通讯的 细节，将数据从一台计算机通过一定的路径发送到另一台计算机。应用层数据通过协议栈发 到网络上时，每层协议都要加上一个数据首部（header）,称为封装（Encapsulation）, 如下图所示（该图出自［TCPIP］）。
图 . TCP/IP 数据包的封装
以木网 驱动程序
臥太网
TCP 段 ►
I?怦祁
TCP怦部
应用数据
忙数锯悵
以太网帧
16-1500 字节
寵 用户数据
卄I户数据
应用程•中
TCP
TCP肯部
应用数据
以丈网
IP首部
TCP首部
应Hi数据
以丸网 尾部
不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段（segment），在网络层叫做数据 报（datagram），在链路层叫做帧（frame）。数据封装成帧后发到传输介质上，到达目 的主机后每层协议再剥掉相应的首部，最后将应用层数据交给应用程序处理。
上图对应两台计算机在同一网段中的情况，如果两台计算机在不同的网段中，那么数据从一 台计算机到另一台计算机传输过程中要经过一个或多个路由器，如下图所示（该图出自 [TCPIP]）。
图 . 跨路由器通讯过程
IP
IP
IP
令胆环驰 动程序
txt网驱 动程宇
FTP 容户
令胆环
FTP协仅
TCP协股
路由器
以太网
令胆环协逆
氐丈网协igj］以£网碾 下动稈呼
I j
FTP 服务器
令胆坏碾 动程序
ICP
mi：z
ip协议
其实在链路层之下还有物理层，指的是电信号的传递方式，比如现在以太网通用的网线（双 绞线）、早期以太网采用的的同轴电缆（现在主要用于有线电视）、光纤等都属于物理层的 概念。物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等。集线器Hub）是工作 在物理层的网络设备，用于双绞线的连接和信号中继（将已衰减的信号再