【文章內(nèi)容簡介】 相符時，直接發(fā)送一個 ARP 答復(fù)，將自己的硬件地址傳給源主機。以源主機的 IP 地址和硬件地址更新它的ARP 緩存。源主機收到回答后便建立起了通信。解析遠(yuǎn)程 IP 地址不同網(wǎng)絡(luò)中的主機互相通信，ARP 廣播的是源主機的缺省網(wǎng)關(guān)。目標(biāo) IP 地址是一個遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)主機的話，ARP 將廣播一個路由器的地址。(1)通信請求初始化時，得知目標(biāo) IP 地址為遠(yuǎn)程地址。源主機在本地路由表中查找，若無，源主機認(rèn)為是缺省網(wǎng)關(guān)的 IP 地址。在 ARP 緩存中查找符合該網(wǎng)關(guān)記錄的 IP 地址(硬件地址)。(2)若沒找到該網(wǎng)關(guān)的記錄，ARP 將廣播請求網(wǎng)關(guān)地址而不是目標(biāo)主機的地址。路由器用自己的硬件地址應(yīng)源主機的 ARP 請求。源主機則將數(shù)據(jù)包送到路由器以傳送到目標(biāo)主機的網(wǎng)絡(luò)，最終達(dá)到目標(biāo)主機。(3)在路由器上，由 IP 決定目標(biāo) IP 地址是本地還是遠(yuǎn)程。如果是本地，路由器用 ARP(緩存或廣播)獲得硬件地址。如果是遠(yuǎn)程，路由器在其路由表中查找該網(wǎng)關(guān)，然后運用 ARP 獲得此網(wǎng)關(guān)的硬件地址。數(shù)據(jù)包被直接發(fā)送到下一個目標(biāo)主機。(4)目標(biāo)主機收到請求后，形成 ICMP 響應(yīng)。因源主機在遠(yuǎn)程網(wǎng)上，將在本地路由表中查找源主機網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)。找到網(wǎng)關(guān)后，ARP 即獲取它的硬件地址。(5)如果此網(wǎng)關(guān)的硬件地址不在 ARP 緩存中，通過 ARP 廣播獲得。一旦它獲得硬件地址，ICMP 響應(yīng)就送到路由器上，然后傳到源主機。ARP 緩存為減少廣播量，ARP 在緩存中保存地址映射以備用。ARP 緩存保存有動態(tài)項和靜態(tài)項。動態(tài)項是自動添加和刪除的，靜態(tài)項則保留在 CACHE 中直到計算機重新啟動每條 ARP 緩存記錄的生命周期為 10 分鐘，2 分鐘內(nèi)未用則刪除。緩存容量滿時，刪除最老的記錄 ICMP 和 IGMPinter 控制消息協(xié)議 ICMP 是用于報告錯誤并代表 IP 對消息進行控制。IP 運用互聯(lián)組管理協(xié)議 IGMP 來告訴路由器，某一網(wǎng)絡(luò)上指導(dǎo)組中的可用主機。ICMP、ICMP 源抑制消息：當(dāng) TCP/IP 主機發(fā)送數(shù)據(jù)到另一主機時，如果速度達(dá)到路由器或者鏈路的飽和狀態(tài)，路由器發(fā)出一個 ICMP 源抑制消息。IGMP、IGMP 信息傳給別的路由器以使每個支持多路廣播的路由器獲知哪個主機組太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 和哪個網(wǎng)絡(luò)中。 IPIP 是一個無連接的協(xié)議，主要就是負(fù)責(zé)在主機間尋址并為數(shù)據(jù)包設(shè)定路由，在交換數(shù)據(jù)前它并不建立會話。因為它不保證正確傳遞，另一方面，數(shù)據(jù)在被收到時，IP 不需要收到確認(rèn)，所以它是不可靠的。TTL 生存有效時間：指定一個數(shù)據(jù)報被丟棄之前，在網(wǎng)絡(luò)上能停留多少時間(以秒計)。它避免了包在網(wǎng)絡(luò)中無休止循環(huán)。路由器會根據(jù)數(shù)據(jù)在路由器中駐留的時間來遞減TTL。其中數(shù)據(jù)報通過一次路由器，TTL 至少減少一秒。 TCPTCP 是一種可靠的面向連接的傳送服務(wù)。它在傳送數(shù)據(jù)時是分段進行的，主機交換數(shù)據(jù)必須建立一個會話。它用比特流通信，即數(shù)據(jù)被作為無結(jié)構(gòu)的字節(jié)流。通過每個TCP 傳輸?shù)淖侄沃付樞蛱?，以獲得可靠性。如果一個分段被分解成幾個小段，接收主機會知道是否所有小段都已收到。通過發(fā)送應(yīng)答，用以確認(rèn)別的主機收到了數(shù)據(jù)。對于發(fā)送的每一個小段，接收主機必須在一個指定的時間返回一個確認(rèn)。如果發(fā)送者未收到確認(rèn)，數(shù)據(jù)會被重新發(fā)送；如果收到的數(shù)據(jù)包損壞，接收主機會舍棄它，因為確認(rèn)未被發(fā)送，發(fā)送者會重新發(fā)送分段。每個 TCP/IP 主機有兩個滑動窗口：一個用于接收數(shù)據(jù)，另一個用于發(fā)送數(shù)據(jù)。 UDP用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 UDP 提供了無連接的數(shù)據(jù)報服務(wù)。它適用于無須應(yīng)答并且通常一次只傳送少量數(shù)據(jù)的應(yīng)用軟件。地址分配指南：（1）網(wǎng)絡(luò)號不能為 127。大家知道該標(biāo)識號被保留作回路及診斷功能。（2）不能將網(wǎng)絡(luò)號和主機號的各位均置 1。如果每一位都是 1 的話，該地址會被解釋為網(wǎng)內(nèi)廣播而不是一個主機號。(TCP/IP 是一個可廣播的協(xié)議)。（3）相應(yīng)于上面一條，各位均不能置 0，否則該地址被解釋為“就是本網(wǎng)絡(luò)” 。（4）對于本網(wǎng)絡(luò)來說，主機號應(yīng)該是唯一。(否則會出現(xiàn) IP 地址已分配或有沖突之類的錯誤) 。分配主機號：主機號用于區(qū)分同一網(wǎng)絡(luò)中不同的主機，并且主機號應(yīng)該是唯一的。所有的主機包括路由器間的接口，都應(yīng)該有唯一的網(wǎng)絡(luò)號。路由器的主機號，要配置成工作站的缺省網(wǎng)關(guān)地址。太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 子網(wǎng)屏蔽和 IP 地址：TCP/IP 上的每臺主機都需要用一個子網(wǎng)屏蔽號。它是一個 4 字節(jié)的地址，用來封裝或“屏蔽”IP 地址的一部分，以區(qū)分網(wǎng)絡(luò)號和主機號。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)還沒有劃分為子網(wǎng)時，可以使用缺省的子網(wǎng)屏蔽；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)被劃分為若干個子網(wǎng)時，就要使用自定義的子網(wǎng)屏蔽了。 TCP 協(xié)議 TCP 通過以下方式提供可靠性：應(yīng)用程序分割為 TCP 認(rèn)為最合適發(fā)送的數(shù)據(jù)塊。由 TCP 傳遞給 IP 的信息單位叫做報文段。當(dāng) TCP 發(fā)出一個報文段后，它啟動一個定時器，等待目的端確認(rèn)收到這個報文段。如果不能及時收到一個確認(rèn)，它就重發(fā)這個報文段。當(dāng) TCP 收到發(fā)自 TCP 連接另一端的數(shù)據(jù)，它將發(fā)送一個確認(rèn)。這個確認(rèn)不是立即發(fā)送，通常延遲幾分之一秒。TCP 將保持它首部和數(shù)據(jù)的檢驗和。這是一個端到端的檢驗和，目的是檢測數(shù)據(jù)在傳輸過程中的任何變化如果收到報文段的檢驗和有差錯，TCP 將丟棄這個報文段和不確認(rèn)收到這個報文段。既然 TCP 報文段作為 IP 數(shù)據(jù)報來傳輸，而 IP 數(shù)據(jù)報的到達(dá)可能失序，因此 TCP 報文段的到達(dá)也可能失序。如果必要，TCP 將對收到的數(shù)據(jù)進行排序，將收到的數(shù)據(jù)以正確的順序交給應(yīng)用層。既然 IP 數(shù)據(jù)報會發(fā)生重復(fù)，TCP 連接端必須丟棄重復(fù)的數(shù)據(jù)。TCP 還能提供流量控制，TCP 連接的每一方都有固定大小的緩沖空間。TCP 的接收端只允許另一端發(fā)送接收端緩沖區(qū)所能接納的數(shù)據(jù)。這將防止較快主機致使較慢主機的緩沖區(qū)溢出。另外，TCP 對字節(jié)流的內(nèi)容不作任何解釋。 TCP 首部TCP 數(shù)據(jù)被封裝在一個 IP 數(shù)據(jù)報中，格式如下：IP 首部 20+TCP 首部 20+TCP 首部TCP 首部格式如表 ：太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 表 TCP 首部格式16 位源端口號 16 位目的端口號32 位序號32 位確認(rèn)序號4 位首部長度保留6 位URG ACK PSH RST SYN FIN16 位窗口大小16 位檢驗和 16 位緊急指針選項數(shù)據(jù)說明：（1）每個 TCP 段都包括源端和目的端的端口號，用于尋找發(fā)送端和接收端的應(yīng)用進程。這兩個值加上 IP 首部的源端 IP 地址和目的端 IP 地址唯一確定一個 TCP 連接。（2）序號用來標(biāo)識從 TCP 發(fā)送端向接收端發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)流，它表示在這個報文段中的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)。如果將字節(jié)流看作在兩個應(yīng)用程序間的單向流動，則 TCP 用序號對每個字節(jié)進行計數(shù)。（3）當(dāng)建立一個新連接時，SYN 標(biāo)志變 1。序號字段包含由這個主機選擇的該連接的初始序號 ISN，該主機要發(fā)送數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的序號為這個 ISN 加 1，因為 SYN 標(biāo)志使用了一個序號。（4）既然每個被傳輸?shù)淖止?jié)都被計數(shù)，確認(rèn)序號包含發(fā)送確認(rèn)的一端所期望收到的下一個序號。因此，確認(rèn)序號應(yīng)當(dāng)時上次已成功收到數(shù)據(jù)字節(jié)序號加 1。只有 ACK 標(biāo)志為 1 時確認(rèn)序號字段才有效。（5）發(fā)送 ACK 無需任何代價，因為 32 位的確認(rèn)序號字段和 ACK 標(biāo)志一樣，總是太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 TCP 首部的一部分。因此一旦一個連接建立起來，這個字段總是被設(shè)置，ACK 標(biāo)志也總是被設(shè)置為 1。（6）TCP 為應(yīng)用層提供全雙工的服務(wù)。因此，連接的每一端必須保持每個方向上的傳輸數(shù)據(jù)序號。（7）TCP 可以表述為一個沒有選擇確認(rèn)或否認(rèn)的滑動窗口協(xié)議。因此 TCP 首部中的確認(rèn)序號表示發(fā)送方已成功收到字節(jié)，但還不包含確認(rèn)序號所指的字節(jié)。當(dāng)前還無法對數(shù)據(jù)流中選定的部分進行確認(rèn)。（8）首部長度需要設(shè)置，因為任選字段的長度是可變的。TCP 首部最多 60 個字節(jié)。（9）6 個標(biāo)志位中的多個可同時設(shè)置為 1，URG－緊急指針有效，ACK－確認(rèn)序號有效，PSH－接收方應(yīng)盡快將這個報文段交給應(yīng)用層，RST－重建連接，SYN－同步序號用來發(fā)起一個連接，F(xiàn)IN－發(fā)送端完成發(fā)送任務(wù)。（10）TCP 的流量控制由連接的每一端通過聲明的窗口大小來提供。窗口大小為字節(jié)數(shù)，起始于確認(rèn)序號字段指明的值，這個值是接收端期望接收的字節(jié)數(shù)。窗口大小是一個 16 為的字段，因而窗口大小最大為 65535 字節(jié)。（11）檢驗和覆蓋整個 TCP 報文端：TCP 首部和 TCP 數(shù)據(jù)。這是一個強制性的字段，一定是由發(fā)送端計算和存儲，并由接收端進行驗證。TCP 檢驗和的計算和 UDP 首部檢驗和的計算一樣，也使用偽首部。（12）緊急指針是一個正的偏移量，序號字段中的值相加表示緊急數(shù)據(jù)最后一個字節(jié)的序號。TCP 的緊急方式是發(fā)送端向另一端發(fā)送緊急數(shù)據(jù)的一種方式。（13）最常見的可選字段是最長報文大小 MMS，每個連接方通常都在通信的第一個報文段中指明這個選項。它指明本端所能接收的最大長度的報文段。 TCP 連接的建立和終止（1）請求端發(fā)送一個 SYN 段指明客戶打算連接的服務(wù)器的端口，隱藏初始序號 (ISN)，這個 SYN 報文段為報文段 1。（2）服務(wù)器端發(fā)回包含服務(wù)器的初始序號的 SYN 報文段（報文段 2）作為應(yīng)答。同時將確認(rèn)序號設(shè)置為客戶的 ISN 加 1 以對客戶的 SYN 報文段進行確認(rèn)。一個 SYN 將占用一個序號。（3）客戶必須將確認(rèn)序號設(shè)置為服務(wù)器的 ISN 加 1 以對服務(wù)器的 SYN 報文段進行太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 確認(rèn)（報文段 3） 。這 3 個報文段完成連接的建立，稱為三次握手。發(fā)送第一個 SYN 的一端將執(zhí)行主動打開，接收這個 SYN 并發(fā)回下一個 SYN 的另一端執(zhí)行被動打開。由于 TCP 連接是全雙工的，因此每個方向都必須單獨進行關(guān)閉。這原則是當(dāng)一方完成它的數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)后就能發(fā)送一個 FIN 來終止這個方向的連接。收到一個 FIN 只意味著這一方向上沒有數(shù)據(jù)流動，一個 TCP 連接在收到一個 FIN 后仍能發(fā)送數(shù)據(jù)。首先進行關(guān)閉的一方將執(zhí)行主動關(guān)閉，而另一方執(zhí)行被動關(guān)閉。（1）TCP 客戶端發(fā)送一個 FIN，用來關(guān)閉客戶到服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳送（報文段 4） 。（2）服務(wù)器收到這個 FIN，它發(fā)回一個 ACK，確認(rèn)序號為收到的序號加 1（報文段5） 。和 SYN 一樣，一個 FIN 將占用一個序號。（3）服務(wù)器關(guān)閉客戶端的連接，發(fā)送一個 FIN 給客戶端（報文段 6） 。（4）客戶段發(fā)回確認(rèn)，并將確認(rèn)序號設(shè)置為收到序號加 1（報文段 7） 。如果與服務(wù)器無法建立連接，客戶端就會三次向服務(wù)器發(fā)送連接請求。在規(guī)定的時間內(nèi)服務(wù)器未應(yīng)答，則連接失敗。 MSS最大報文段長度表示 TCP 傳往另一端的最大塊數(shù)據(jù)的長度。當(dāng)一個連接建立時，連接的雙方都要通告各自的 MSS。一般，如果沒有分段發(fā)生，MSS 還是越大越好。報文段越大允許每個報文段傳送的數(shù)據(jù)越多，相對 IP 和 TCP 首部有更高的網(wǎng)絡(luò)利用率。當(dāng) TCP發(fā)送一個 SYN 時，它能將 MSS 值設(shè)置為外出接口的 MTU 長度減去 IP 首部和 TCP 首部長度。對于以太網(wǎng)，MSS 值可達(dá) 1460。如果目的地址為非本地的，MSS 值通常默認(rèn)為536，是否本地主要通過網(wǎng)絡(luò)號區(qū)分。MSS 讓主機限制另一端發(fā)送數(shù)據(jù)報的長度，加上主機也能控制它發(fā)送數(shù)據(jù)報的長度，這將使以較小 MTU 連接到一個網(wǎng)絡(luò)上的主機避免分段。 的半關(guān)閉TCP 提供了連接的一端在結(jié)束它的發(fā)送后還能接收來自另一端數(shù)據(jù)的能力，這就是TCP 的半關(guān)閉?？蛻舳税l(fā)送 FIN，另一端發(fā)送對這個 FIN 的 ACK 報文段。當(dāng)收到半關(guān)閉的一端在完成它的數(shù)據(jù)傳送后，才發(fā)送 FIN 關(guān)閉這個方向的連接，客戶端再對這個 FIN確認(rèn)，這個連接才徹底關(guān)閉。太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 連接TIME_WAIT 狀態(tài)也稱為 2MSL 等待狀態(tài)。每個 TCP 必須選擇一個報文段最大生存時間（MSL） 。它是任何報文段被丟棄前在網(wǎng)絡(luò)的最長時間。處理原則：當(dāng) TCP 執(zhí)行一個主動關(guān)閉，并發(fā)回最后一個 ACK，該連接必須在 TIME_WAIT 狀態(tài)停留的時間為2MSL。這樣可以讓 TCP 再次發(fā)送最后的 ACK 以避免這個 ACK 丟失（另一端超時并重發(fā)最后的 FIN） 。這種 2MSL 等待的另一個結(jié)果是這個 TCP 連接在 2MSL 等待期間，定義這個連接的插口不能被使用。TCP 在重啟的 MSL 秒內(nèi)不能建立任何連接，這就是平靜時間。 狀態(tài)在 FIN_WAIT_2 狀態(tài)我們已經(jīng)發(fā)出了 FIN，并且另一端也對它進行了確認(rèn)。只有另一端的進程完成了這個關(guān)閉，我們這端才會從 FIN_WAIT_2 狀態(tài)進入 TIME_WAIT 狀態(tài)。這意味著我們這端可能永遠(yuǎn)保持這個狀態(tài)，另一端也將處于 CLOSE_WAIT 狀態(tài)，并一直保持這個狀態(tài)直到應(yīng)用層決定進行關(guān)閉。TCP 首部的 RST 位是用于復(fù)位的。一般，無論合適一個報文端發(fā)往相關(guān)的連接出現(xiàn)錯誤，TCP 都會發(fā)出一個復(fù)位報文段。主要情況：（1）到不存在的端口的連接請求；（2）異常終止一個連接。為了處理同時打開，對于同時打開它僅建立一條連接而不是兩條連接。兩端幾乎在同時發(fā)送 SYN，并進入 SYN_SENT 狀態(tài)。當(dāng)每一端收到 SYN 時，狀態(tài)變?yōu)?br />