IP协议相关知识简介

1、 HYPERLINK 第1章 Innterneet概述什么是Inteernet？在英语中“Interr”的含义是“交互的”，“net”是指“网络”。简单而言，Interrnet是指一个由计算机构成的的交互网络。它它是一个世界界范围内的巨巨大的计算机机网络体系，它它把全球数万万个计算机网网络，数千万万台主机连接接起来，包含含了难以计数数的信息资源源，向全世界界提供信息服服务。它的出现，是是世界由工业业化走向信息息化的必然和和象征，但这这并不是对IInternnet的一种定义义，而仅仅是对它它的一种解释释。从网络通通信的角度来来看，Interrnet是一个以TCP/IIP网络协议连连接各个国家家、

2、各个地区区、各个机构构的计算机网网络的数据通通信网。从信信息资源的角角度来看，Interrnet是一个集各各个部门、各个领域的的各种信息资资源为一体，供供网上用户共共享的信息资资源网。现在在的Interrnet已经远远超超过了一个网网络的涵义，它它是一个信息息社会的缩影影。虽然至今今还没有一个个准确的定义义来概括Interrnet，但是这个个定义应从通通信协议、物理连接、资源共享、相互联系、相互通信等等角度来综合合加以考虑。了解一个事物的的最有效方法法莫过于先了了解它的历史史，在本章中中，先简要回回顾一下Innterneet的发展历历史，再介绍绍与Inteernet相相关的管理结结构，并对当当

3、前的Intternett应用现状与与发展趋势作作一简单介绍绍。1.1 Innterneet发展历史Interneet最早来源于于美国国防部部高级研究计计划局DARPA（Defennse addvanceed Ressearchh Projjects Agenccy）的前身ARPA建立的ARPAnnet，该网于1969年投入使用用。从20世纪60年代开始，ARPA就开始向美美国国内大学学的计算机系系和一些公司司提供经费，以以促进基于分组组交换技术的的计算机网络络的研究。1968年，ARPA为ARPAnnet网络项目立立项，该项目目基于这样一一种主导思想想：网络必须须能够经受住住故障的考验验而维持

4、正常常工作，一旦旦发生战争，当当网络的某一一部分因遭受受攻击而失去去工作能力时时，网络的其其他部分应当当能够维持正正常通信。最最初，ARPAnnet主要用于军军事研究目的的，它有五大大特点：（1）支持资源源共享。（2）采用分布布式控制技术术。（3）采用分组组交换技术。（4）使用通信信控制处理机机。（5）采用分层层的网络通信信协议。1969年6月月，完成第一一阶段的工作作，组成了4个结点的试试验性网络，称称为ARPAAnet。ARPAnnet采用称之为为接口报文处处理器（IMP）的小型机机作为网络的的结点机，为为了保证网络络的可靠性，每每个IMP至少和其他两个IMP通过专线连连接，主机则则通过I

5、MP接入ARPAnnet。IMP之间的信息息传输采用分分组交换技术术，并向用户户提供电子邮邮件、文件传传送和远程登登录等服务。ARPAnnet被公认为世世界上第一个个采用分组交交换技术组建建的网络。1972年，AARPAneet在首届计算算机后台通信信国际会议上上首次与公众众见面，并验验证了分组交交换技术的可可行性，由此此，ARPAnnet成为现代计计算机网络诞诞生的标志。1973年，美美国国防部高高级研究计划划局DARPA正式启动并并实施了一研研究项目，称称为“The IInternnettinng Prooject”。该项目着眼眼于互联各种基于分分组交换技术术的计算机网网络，并设计出一一类

6、通信协议议以便于在网网络计算机中中透明地交互。由该该项目构建的的网络可视为为现在Interrnet的前身，其所研发的的通信协议最最终发展成为为著名的TCP/IIP协议族。1980年，AARPA投资把TCP/IIP加进UNIX（BSD4.1版本）的内核中，在在BSD4.2版本以后，TCP/IIP协议即成为UNIX操作系统的的标准通信模模块，这其中中美国国防部部的作用功不不可没。1982年，IInternnet由ARPAnnet、MILNEET等几个计算算机网络合并并而成，作为为Interrnet的早期骨干网网，ARPAnnet试验并奠定定了Interrnet存在和发展展的基础，较较好地解决了了异

7、种机网络络互联的一系系列理论和技技术问题。1983年，AARPAneet分裂为两部部分：ARPAnnet和纯军事用用的MILNEET。该年月月，ARPA把TCP/IIP协议作为ARPAnnet的标准协议议。其后，人们们称呼这个以以ARPAnnet为主干网的的网际互联网网为Interrnet，TCP/IIP协议族便在Interrnet中进行研究究、试验，并改进进成为使用方方便、效率极好的的协议族。1986年，美美国国家科学学基金会NSF（Natioonal SSciencce Fouundatiion）建立了6大超级计算算机中心，为为了使全国的的科学家、工工程师能够共共享这些超级级计算机设施施，

8、NSF建立了自己己的基于TCP/IIP协议族的计计算机网络NSFneet。NSF在全国建立立了按地区划划分的计算机机广域网，并并将这些地区区网络和超级级计算中心相相连，最后将各各超级计算中中心互联起来来。地区网的的构成一般是是由一批在地地理上局限于于某一地域，在在管理上隶属属于某一机构构或在经济上上有共同利益益的用户的计计算机互联而而成。连接各地区网网上主通信结结点计算机的的高速数据专专线构成了NSFneet的主干网，这这样，当一个个用户的计算算机与某一地地区相连以后，它除除了可以使用用任一超级计计算中心的设设施，可以同同网上任一用用户通信外，还可以获获得网络提供供的大量信息息和数据。这这一成

9、功使得得NSFneet于1990年6月彻底取代代了ARPAnnet而成为Interrnet的主干网。到了20世纪990年代，美国国政府意识到到仅靠政府资资助，难以适适应应用的发发展需求，故故鼓励商业部部门介入。MCI、IBM和MERIT公司联合组组建ANS（高级网络络和服务公司司），建立覆覆盖全美的、T3（44.7446M）的ANSNET，连接ARPANNET和NSFNET。随后，DARPA和NSF撤销对ARPAnnet、NSFNEET的资助，因因特网开始商商用。商业机机构的介入，出出现大量的ISP和ICP，丰富了Interrnet的服务和内内容。美国政政府通过因特特网发布世界界各国的经济济、

10、贸易信息息。Interneet的发展时间间表如图1.1所示，图中中给出了在Interrnet发展中涉及及到的重大事事件。1.2 Innterneet管理机构Interneet的发展和和正常运转需需要一些管理理机构的管理理，如IP地址的分配配需要有IP地址资源的管管理机构，各各种标准的形形成需要有专专门的技术管管理机构。本本节将介绍Internnet各个管理机机构的职能及及它们之间的的关系。图1.1 IInternnet发展时间表表1.2.1 Interrnet管理机构Interneet工作委员会会（Interrnet AActiviities Boardd，IAB）成立于1980年，属于非非营

11、利机构，负负责技术的方方针和策略的的拟定，以及及管理工作的的导引协调，例例如有关TCP/IIP的发展、决决定哪些协议能成成为TCP/IIP的一员、在在何时可以成成为标准，以以及因特网的的演进、网络络系统与通信信技术的研发等工作作。在IAB之下，有研研究小组及工工作小组两个个主要单位，并并有一些小型型指导群，共共同进行设定定标准及决定定策略的工作作。IAB的组织架构构可用图1.2来说明。图1.2 IIAB的组织架构构图1.2.2 Interrnet域名与地址址管理机构Interneet 域名与地址址管理机构（ICANN）是为承担担域名系统管管理、IP地址分配、协议参数配配置以及主服服务器系统管管

12、理等职能而而设立的非营营利机构。现现由IANA 和其他实体体与美国政府府约定进行管管理。ICANN理事会是ICANN的核心权权力机构，共共由19位理事组成成：9位aN提每总N的章程规定定，它设立33个支持组织织，从3个不同方面面对Interrnet政策和构造造进行协助、检查以及提提出建议。这这些支持组织织帮助促进了了Interrnet政策的发展展，并且在Interrnet技术管理上上鼓励多样化化和国际参与与。每家支持组织向ICANN董事会委派派3位董事。这这3个支持组织织是：（1）地址支持持组织（ASO），负责IP地址系统的的管理。 （2）域名支持持组织（DNSO），负责互互联网上的域域名系统

13、（DNS）的管理。 （3）协议支持持组织（PSO），负责涉涉及Interrnet协议的惟一一参数的分配配。此协议是是允许计算机机在因特网上上相互交换信信息，管理通通信的技术标标准。1.2.3 IP地址管理机机构图1.3 IP地址管理机构覆盖范围图全世界国际性的的IP地址管理机机构有4个，即ARIN、RIPE、APNIC和LACNIIC，它们负责IP地址的地理理区域，如图图图1.3 IP地址管理机构覆盖范围图其中美国Intternett号码注册中中心ARIN（Ameriican RRegisttry foor Intternett Numbbers）提供的查查询内容包括括了全世界早早期网络及现现

14、在的美国、加拿大、撒哈拉沙漠以南非洲的IP地址信息；欧洲IP地址注册中心RIPE（Resaux IP Europens）包括了欧洲、北非、 Center）包括了东亚、南亚、大洋洲IP地址注册信息；拉丁美洲及加勒比互联网络信息中心LACNIC（Latin American and Caribbean Network Information Center）包括了拉丁美洲及加勒比海诸岛IP地址信息。中国的IP地址址管理机构称称为中国互联联网络信息中中心（Chinaa Inteernet Netwoork Innformaation Centeer，简称CNNIC），它是成成立于1997年6月的非营利

15、利管理与服务务机构，行使使国家互联网网络信息中心心的职责。中中国科学院计计算机网络信信息中心承担担CNNIC的运行和管管理工作。它它的主要职责责包括域名注注册管理，IP地址、AS号分配与管管理，目录数数据库服务，互互联网寻址技技术研发，互互联网调查与与相关信息服服务，国际交交流与政策调调研，承担中中国互联网协协会政策与资资源工作委员员会秘书处的的工作。1.3 Innterneet协议与标准Interneet的实质是实实现异种网络络的互联，它它充分利用各各种通信子网网的数据传输输能力，通过过在依赖于通通信子网的通通信模块和应应用程序之间间插入新的协协议软件来保保证应用程序序之间的互操操作性。因特

16、特网的协议族族称为TCP/IIP协议族。其其中包含了为为数众多的协协议，如应用用层的Telneet、SMTP、DNS等协议、传传输层TCP、UDP协议，网络络层的IP、ARP、RARP、ICMP、IGMP等协议。Interneet的一个公公认标准是RFC（Requesst Forr Commment），RFC可以说说是TCP/IP和Internnet发展及及成长的基石石，所有关于于TCP/IIP和因特网网的规格、协协议内容、会会议记录、发发展历史等文文件数据都以以RFC数字编号的方方式，由美国国网络信息中中心（Netwoork Innformaation Centeer， NIC）所收集。例例

17、如RFC11000介绍绍了一些RFFC的历史，以以及各种RFFC的分类。若若有人对于改改进TCP/IP现有能能力有新的想想法时，可以以写一个计划划方案发表在在Internnet上，这这个计划方案案即是所谓的的RFC。RFC的作者者都是自愿的的，其创作得得不到任何报报偿。每个RRFC会被赋赋予一个号码码，此号码为一一递增的数字字，绝不会被被重新指定。更更新的RFCC有更高的数数字编号，并并使得旧的RRFC失效，因因此若发现在在不同的文件件中讨论的是是相同的主题题，应以编号号较高的RFC为依据据。另外，亦亦可能有自愿愿的评论者对对RFC作建设设性的批评与与建议，原作作者可根据以以校订原先的的设计使

18、之更更加完美。若若一切无问题题，该项RFFC便成为起起草标准（Draftt Stanndard），程序设计计人员就可依依该份标准来来设计软件，实实现其所描述述的功能。在在真正的程序序代码出现之之前，RFCC都不被认定定是正式标准准。1.4 Innterneet应用现状状与发展趋势势从目前的情况来来看，Interrnet市场仍具有有巨大的发展展潜力，未来来其应用将涵涵盖从办公室室 共享信息到到市场营销、服服务等广泛领领域。另外，Interrnet带来的电子子贸易正改变变着现今商业业活动的传统统模式，其提提供的方便而而广泛的互联联必将对未来来社会生活的的各个方面带带来影响。然而Interrnet也

19、有其固有有的缺点，如如接入网络缺乏整体规划划和设计，网网络拓扑结构不清晰晰以及容错及及可靠性能的的缺乏，而这这些对于商业业领域的不少少应用是至关关重要的。安安全性问题是是困扰Interrnet用户发展的的另一主要因因素。虽然现现在已有不少少的方案和协协议来确保Interrnet网上的联机机商业交易的的可靠进行，但但真正适用并并将主宰市场场的技术和产产品目前尚不不明确。另外外，Interrnet是一个中心心的网络。所所有这些问题题都在一定程程度上阻碍了了Interrnet的发展，只只有解决了这这些问题，Interrnet才能更好地发展。随着世界各国信信息高速公路路计划的实施施，Interrnet

20、主干网的通通信速度将大大幅度提高；有线、无线线等多种通信信方式将更加加广泛、有效效地融为一体体；Interrnet的商业化应应用将大量增增加，商业应应用的范围也也将不断扩大大；Interrnet的覆盖范围围、用户入网网数以令人难难以置信的速速度发展；Interrnet的管理与技技术将进一步步规范化，其其使用规范和和相应的法律律规范正逐步步健全和完善善；网络技术术不断发展，用用户界面更加加友好；各种种令人耳目一一新的使用方方法不断推出出，最新的发发展包括实时时图像和话音音的传输；网网络资源急剧剧膨胀。总之之，人类社会会必将更加依依赖Interrnet，人们的生生活方式将因因此而发生根根本的改变。

21、第2章 TCCP/IP协议族体系系结构TCP/IP协协议族无疑是是当今流行最最为广泛的网网络互联协议议，人们今天天所熟悉的绝绝大多数Innterneet服务都是是架构在该协协议族之上的的，对于它的的历史已在第第1章中有所了了解。那么它它究竟是如何何将运行不同同操作系统，由由不同厂家生生产的计算机机互联起来的的？它和已有有的OSI模型之间的的关系如何？它的每一层层具体包含哪哪些协议？我我们将在本章章中一一阐述述。C及结TCP/IP与与OSI的体系系结构都是采采用分层结构构，结构中的的下层向上层层提供服务。这这种分层结构构具有模块划划分清晰，扩扩展性好等优优点，所以被被TCP/IPP和OSI所采用

22、。虽虽然TCP/IPP和OSI都是采用分分层结构，它它们之间还是是存在着许多多重要的区别别。2.1.1 分层体系结结构的对应与架应图S层TP服P层O中表会者的于到统定示C的传分I和功同TP有层路所架一运图2.1 TTCP/IPP与OSI分层结构的的对应2.1.2 总体发展TCP/IP的的发展比OSI早了约10年左右，技术术上的发展较较成熟，开发发出来的相关关应用协议也也较多，此外外，由于它是是应因特网的的实际需求而而产生的，因因此在现实的的环境中可行行性也较高。而而OSI架构完整、功功能详尽、包包容性大，但但在Interrnet中大多数还还属于测试阶阶段，很少有有实际运行的的系统。就目前的发展

23、展状况来说，TCP/IP已成为了Internet中的主流协议，在使用上比OSI要广泛许多。它具有非常多的应用标准，对于现行网络应用系统的开发而言，能提供较多的规划选择，而且由于TCP/IP已在实际中使用相当长的时间，具有此方面开发与使用经验的人员也比较多。2.1.3 标准及规范范TCP/IP产产生于Intternett的研究和实实践中，是应应实际需求而而产生的实作作，本身在发发展之前并没没有事先定义义一个严谨的的架构。而OOSI则是由由标准化组织织所制定，先先定义了一个个功能完整的的架构，再根根据该架构发发展相应的协协议。TCP/IP虽虽然有IABB、IETF等机机构负责制定定与讨论TCCP/

24、IP的的标准化，也也有许多学术术界人士和计计算机厂商参参与，但是却却没有一个正正式的单位负负责测试验证证厂商所开发发的TCP/IP通信软软件是否完全全遵照标准的的规范设计，所所以对使用者者而言，惟一一的保障是借借着各系统之之间的互连互互通测试经验验，以确实证证明其所使用用的网络系统统是否可以与与其他系统上上的TCP/IP网络应应用功能互通通。而OSII则有专门的的单位来进行行规范性测试试以及互通性性测试，这一一点对使用者者而言，是一一个很重要的的保障，但是是由于测试通通常需花费一一段不短的时时间（约需二二至三年），所所以一般效率率不高，经常常出现的情况况是标准已经经出来，但是是却在市场上上找不

25、到可用用产品，与市市场需求不太太相符。2.1.4 网络层的O中的相实做C的en oro主于的C将一定定C网一至个址统对供接同统必个址络及他进显烦长来的将网愈系目员I一以不需OSI所定的地地址空间为不不固定的可变变长，必须由由所选定的地地址命名方式式（Authoority and IIdentiifier）决定，最长长可达1600位（20 byytes）。依照OSII中有关地址标标准的规范，网网络上每一个个系统至多可可有256个通信信地址，而且且因为OSII所定义的网网络地址与网网络接口无关关，所以网络络地址的安排排将不受限于于网络接口。由由于其地址长长度较长，因因此将可容纳纳网络上更多多的系统

26、，具具有较大的增增长空间。2.1.5 传输层TCP/IP在在传输层中有有TCP与UDP两种协协议，各具有有面向连接与与无连接的性性质。OSII在制定传输输层的标准时时，主要是参参考TCP/IP协议族，而而定义了五个个等级的不同同层次服务。其其中TCP/IP的TCP与OSI的TP4、TCP/IIP的UDP与OSI的TP0的架构构及功能大体体上是相同的的，只是其内内部细节有一一些差异。2.1.6 应用层应用层的功能应应该是面向最最终用户的，因因此它们是千千差万别的。常常见的应用有有以下几种：1 远程登登录TCP/IP的的远程登录标标准为TELLNET，OSI所定的的远程登录标标准称为虚拟拟终端VT

27、（Virtuual Teerminaal）。由于不同同的终端机会会有各种型号号，因此在TTCP/IPP的TELNEET与OSI VVT虚拟终端端标准中都提提供了协商（Negottiatioon）机制，通信信两端在通信信之前，会进进行协商，并并交换终端机机环境参数（Profiile），直到彼此此达到共识之之后才进行应应用系统与客客户端之间的的数据交换。除了共有的协商商功能之外，OSI VT所提供的终端机参数模型比TELNET多。（1）VT能支支持控制的转转换，例如AASCII的的警铃字符（BELL）与EBCDIIC的警铃字字符各有不同同的内码定义义。而TELLNET则无无法处理这类类因字符集不不

28、同所造成的的字符功能差差异。（2）VT能够够提供更多的的字符显示属属性，例如在在终端屏幕上上每一个字符符都可以定义义其颜色及字字型等功能。（3）VT能够够提供一维、二二维、三维显显示区域。而而TELNEET只提供翻翻页显示模式式（Scrolll Modde）。2 文件传输以TCP/IPP所制定的所制制定的FTAAM（, Acccess and MManageement）而而言，两者都都提供了基本本文件处理功功能，如文件件复制、删除除、目录查询询、更改文件件名、文件属属性的对应等等。但是由于于TCP/IIP中并未定定义数据表示示层来执行不不同系统间数数据储存内码码转换的功能能，因此，虽虽然FTP

29、可传送送任何一种数数据类型文件件（如IMAGE、ASCIII、EBCDIIC等），但是却不能能在几种不同同的文件格式式之间自动地地进行内码转转换处理。OOSI在FTAM中则则定义了一套套虚拟文件储储存器（Virtuual ），使得不同同计算机系统统间在交换文文件时，首先先将本身的文文件格式与文文件属性对应应转换成标准准的虚拟文件件储存格式送送出，对方在在收到此虚拟拟文件数据后后，再根据其其自己的文件件系统与虚拟拟文件储存的的对应关系，转转换成属于自自己的文件格格式，以解决决不同文件系系统间对文件件格式处理方方式不尽相同同的问题。以文件传输效率率而言，由于于OSI FFTAM在文文件传输的过过程

30、中，必须须先将文件对对应成虚拟文文件格式，再再通过表示层层的抽象符号号语法转换成成网络上标准准的文件传输输数据，会花花费许多时间间。反观TCCP/IP FTP，不不但省去了上上述的转换动动作，同时还还可依文件的的性质，选择择压缩模式（Comprressedd Modee），提供更有有效率的文件件传输方法。因因此平均而言言，TCP/IP FTTP将会比OSII FTAMM文件传输的的效率高。TCP/IP FTAMM在不同的功功能层次虽各各擅胜场，但但就目前的使使用状况来说说，TCP/IP FTTP却比OSI FTAM要普遍遍得多。3 邮件传输在邮件处理方面面，由于TCCP/IP的的SMTP发展展

31、时间较早，因因此目前采用用得较广泛。但但OSI所制定定的MHS（Messaage Haandlinng Sysstems），在在功能上比TTCP/IPP SMTPP更完整，且且具有传输过过程可靠、邮邮件处理的功功能较多等应应用潜力。以以下列出OSSI MHSS所提供的一一些TCP/IP SMMTP没有的的功能：（1）可指定邮邮件传递的时时间与邮件的的处理优先级级（如急件、速速件、正常邮邮件），并设定邮邮件内容的敏敏感度（Sensiitivitty）。（2）可设定双双挂号邮件传传递以确认邮邮件已正确送送扺收件人邮邮箱中，或传传回递送失败败报告给发信信人查明失败败原因。（3）邮件的内内容格式除了了

32、文字以外，尚尚能传输许多多其他的多媒媒体类型。而而在TCP/IP SMMTP中，文文件的内容格格式只能是一一般的文字文文件，若要传传输多媒体的的数据则需配配合MIMEE协议。4 网络管理网络管理方面，TCP/IP 与OSI的协议均不限定只能在本身的网络上运作：TCP/IP 所发展出来的网络管理协议可以利用其他通信网路协议作运行的基础，而OSI的相应协议也可以在TCP/IP的通信网路协议之上运行（称为Common Management Information Service From OSI on TCP/IP, CMOT）。因此，我们将范围限定在SNMP与CMIP两者间的本身功能作比较。基本上

33、，SNMMP所提供的的是一套能满满足基本需求求的简单网络络管理协议，它它具有简单、容容易制作等优优点，执行时时所占用的内内存及使用的的CPU资源也也较少。由于于其实际被利利用的经 验较多，目目前在网络上上使用的广泛泛程度大于CCMIP。以以下将SNMMP与CMIP功能能的异同整理理如下。SNMP与CMMIP都提供供以下的管理理功能。（1）网络发生生错误时的处处理（Faultt Manaagemennt）。（2）网络运行行性能评估（Perfoormancce Mannagemeent）。（3）网络会计计管理（Accouuntingg Manaagemennt）。（4）被管理对对象（Managge

34、d Obbject）的名称配置与与鉴别（Confiigurattion aand Naame Maanagemment）。不同之处在于：（1）通信联机机：CMIPP会预先建立立通信管道才才执行管理命命令，而SNNMP则采用用无连接方式式的网络联机机管理方式，所所以平均而言言SNMP的额额外负担较少少，但相对地地，CMIPP通信管理质质量则较为稳稳定可靠。（2）管理模式式：SNMPP采用轮询式式（Polliing-baased）的管理模式，管管理者会定期期询问被管理理者，两者间间的联系较密密切，不过这这种方式会使使网络上的数数据传输量增增加，同时在在网络上同一一个管理者将将无法同时管管理网络上的

35、的许多点。CCMIP采用基于事件件的管理模式式（Eventt-baseed Managgementt），被管理者者利用异步的的方式，将预预定发生的事事件通知管理理者处理。（3）管理信息息：SNMPP与CMIP的网网络信息都是是使用对象（Objecct）来表示，并并采用 ISSO所定义的的抽象符号语语法描述基本本编码方式（BER-BBasic Encodding RRule）来表示一个个对象。但目目前SNMPP仅使用了部部分的抽象符符号语法规则则，因此所能能定义的对象象类型及属性性比CMIPP所能定义的的少。（4）网络安全全：CMIPP的在网络安安全的管理功功能比SNMMP完整，可可提供管理之之

36、间的鉴权（Autheenticaation）、访问控制制（Accesss Conntrol）、加密密钥钥管理（Key ffor Enncipheering Code）、授权（Authoorizattion）、安全日志志（Securrity LLog）等安全管理理机制。而SSNMP在这这方面的机能能上相对较弱弱。就目前的网络环环境而言，真真正在TCPP/IP中发发展的应用环环境比较成熟熟，且它在运运行时所需要要的系统资源源较少。除此此之外，TCCP/IP还还提供了网络络文件系统（NFS）、远程调用用（Remotte Proocedurre Calll，RPC）、窗口操作作系统（X-Winndow

37、s）等其他应用用背景，而这这些功能则尚尚未在OSII定义的应用用标准中。所所以，目前有有一些应用需需求无法利用用OSI的方式式来设计。总体而言，OSSI所制定的的应用标准，大大致上来说比比TCP/IIP的相应功功能完整丰富富且精细，但但却始终无法法在电信网络络及数据网络络中快速成长长。除了上述述的原因之外外，可能也是是由于其相关关产品过于复复杂，且需要要庞大的人力力与经费支持持。此外，OOSI的标准准制定过程太太过缓慢，也也使它的应用用受到限制。上面已经从宏观观上了解了TCP/IIP协议栈的架架构，并比较较了其和OSI七层模型的的异同，那么么作为核心的的IP层究竟是如如何工作的呢呢？运行在网网

38、络层上的路路由器如何互互联异种网络络？下面，深深入探讨一下下其工作原理理。2.2 路 由 器路由器作为网络络层的核心设设备，在网络络中处于至关关重要的位置置。它可以连连接不同类型型的网络，能能够选择数据据传输路径并并对数据进行行转发。从通通信角度看，路路由器仍然是是一种中继系系统，与中继继器和网桥类类似，但从计计算机网络的的角度看，它它与中继器和和网桥设备是是运行在协议议栈不同层之之上的。在IP网络发展的的最初，早期期路由器就被被称为网关，这主要是因为它们常常作为本地校园网和广域网之间的网络接口。现在的网关则是指网络层以上的中继系统，如应用层网关。但是，由于习惯问题，一些固有的称呼仍然被保留，

39、因此往往需要根据上下文意思判断其具体含义。路由器是用于连连接多个逻辑辑上分开的网网络，因此，路路由器具有转转发报文和路路由选择两大大功能，它能能在异种网络络互联环境中中，建立灵活活的连接，可可用完全不同同的数据分组组和介质访问问方法连接各各种子网。它它不关心各子子网使用的硬硬件设备，但但要求运行与与网络层协议议相一致的软软件。一般来来说，异种网网络互联与多多个子网互联联都应采用路路由器来完成成。2.2.1 路由器的工工作原理当IP子网中的的一台主机发发送IP报文给同一子子网的另一台台主机时，它它将直接把IP报文送到网络络上，对方就就能收到。而而要送给不同同IP子网上的主机机时，它要选选择一个能

40、到到达目的子网网上的路由器器，把IP报文送给该该路由器，由由路由器负责责把IP报文送到目目的地。如果果没有找到这这样的路由器器，主机就把把IP报文送给一一个称为“默认网关”（defauult gaatewayy）的路由器器上。“默认网关”是每台主机机上的一个配配置参数，它它是接在同一一个网络上的的某个路由器器端口的IP地址。路由器转发IPP报文时，只根根据IP报文目的IP地址的网络络号部分，选选择合适的端端口，把IP报文送出去去。同主机一一样，路由器器也要判定端端口所接的是是否是目的子子网，如果是是，就直接把把报文通过端端口送到网络络上，否则，也也要选择下一一个路由器来来传送报文。路路由器也有

41、它它的“默认网关”，用来传送送不知道往哪哪儿送的IP报文。这样样，通过路由由器把知道如如何传送的IP报文正确转转发出去，不不知道的IP报文送给“默认网关”路由器，这样样一级级地传传送，IP报文最终将将送到目的地地，送不到目目的地的IP报文则被网网络丢弃了。2.2.2 路由器的功功能前面提到路由器器具有转发报报文和路由选选择两大功能能，那么它们各各自是如何工工作的呢? 转发的意思思是指为经过过路由器的每每个数据报文文寻找一条最最佳传输路径径，并将该数数据有效地传传送到目的站站点。路由器器首先在路由由表中查找，判判明是否知道道如何将分组组发送到下一一个站点（路路由器或主机机），如果路路由器不知道道

42、如何发送分分组，通常将将该分组丢弃弃；否则就根根据路由表的的相应表项将将分组发送到到下一个站点点，如果目的的网络直接与与路由器相连连，路由器就就把分组直接接送到相应的的端口上。这这就是路由转转发协议（routeed prootocoll）。下面以作作者本机中的的路由表为例例来说明转发发的过程（注注：本机的IP地址为2111.65.559.36）。在命令提示符下下运行netstaat rn，将出现现如下信息：Route TTable=Interfaace Liist0 x1 . MS TCCP Looopbackk inteerfacee.3f . tiC0atea 数据包计划程序序微型接口=A

43、ctive Routees:Networkk DestiinatioonNetmaskkGatewayyInterfaaceMetric006620127.0.00.0255.0.00.0127.0.00.1127.0.00.11255.2400.0.0661202.1199.0.0255.2555.224.0661202.1199.144.0255.2555.240.06612

44、55.2555.224.0661255.2555.255.066662066255.2555.255.255127.0.00.1127.0.00.120555255.2555.255.255666620224.0.00.0240.0.00.0666620255.2555.255.255255.2555.255.25566211.65.

45、59.3661Defaultt Gatewway:=Persisttent RRoutess:Networkk AddreessNetmaskkGatewayy AddrressMetric 255.2555.255.0661202.1199.0.0255.2555.224.01202.1199.144.0255.2555.240.01255.2555.224.01255.2400.0.01第1行说明

46、，如如果报文目的的地址是looopbacck地址，将将通过looopbackk接口送达达。这里简要要说明一下网网络127.00.0.0作为IP通路被保留留到主机。通通常，地址将在主机上上被分到一个个特殊的接口口，即所谓的的loopbback接口口，它像一个个关上的电路路一样行动。来来自TCP或UDP被传递给它它的任何IP包将被返回回到它们自身身，好像它刚刚从一些网络络到达了。这这允许用户开开发并且测试试曾经没有使使用一个“真实”网络的联网网软件。第4行说明，如如果报文目标标网络地址是是202.1119.0.0，则将通通过作者所在在LAN的网关2111.65.559.1转发发至目标子网网。第8行说明，报报文的目标地地址就是本机机的话，则直直接通过looopbacck接口发送送到本机。Defaultt Gate