分層
網絡協議通常分不同層次進行開發，每一層分別負責不同的通信功能。一個協議族，比如T C P / I P，是一組不同層次上的多個協議的組合。T C P / I P通常被認爲是一個四層協議系統，如圖1 - 1所示。
每一層負責不同的功能：
1) 鏈路層，有時也稱作數據鏈路層或網絡接口層，通常包括操作系統中的設備驅動程序和計算機中對應的網絡接口卡。它們一起處理與電纜（或其他任何傳輸媒介）的物理接口細節。
2) 網絡層，有時也稱作互聯網層，處理分組在網絡中的活動，例如分組的選路。在T C P / I P協議族中，網絡層協議包括I P協議（網際協議），I C M P協議（I n t e r n e t互聯網控制報文協議），以及I G M P協議（I n t e r n e t組管理協議）。
3 ) 運輸層主要爲兩臺主機上的應用程序提供端到端的通信。在T C P / I P協議族中，有兩個互不相同的傳輸協議： T C P（傳輸控制協議）和U D P（用戶數據報協議）。T C P爲兩臺主機提供高可靠性的數據通信。它所做的工作包括把應用程序交給它的數據分成合適的小塊交給下面的網絡層，確認接收到的分組，設置發送最後確認分組的超時時鐘等。由於運輸層提供了高可靠性的端到端的通信，因此應用層可以忽略所有這些細節。而另一方面， U D P則爲應用層提供一種非常簡單的服務。它只是把稱作數據報的分組從一臺主機發送到另一臺主機，但並不保證該數據報能到達另一端。任何必需的可靠性必須由應用層來提供。這兩種運輸層協議分別在不同的應用程序中有不同的用途，這一點將在後面看到。
4 ) 應用層負責處理特定的應用程序細節。幾乎各種不同的T C P / I P實現都會提供下面這些
通用的應用程序：
• Telnet 遠程登錄。
• FTP 文件傳輸協議。
• SMTP 簡單郵件傳送協議。
• SNMP 簡單網絡管理協議。
另外還有許多其他應用，在後面章節中將介紹其中的一部分。
I P是網絡層上的主要協議，同時被T C P和U D P使用。T C P和U D P的每組數據都通過端系統和每個中間路由器中的I P層在互聯網中進行傳輸。
I C M P是I P協議的附屬協議。I P層用它來與其他主機或路由器交換錯誤報文和其他重要信息。
I G M P是I n t e r n e t組管理協議。它用來把一個U D P數據報多播到多個主機。
A R P（地址解析協議）和R A R P（逆地址解析協議）是某些網絡接口（如以太網和令牌環
網）使用的特殊協議，用來轉換I P層和網絡接口層使用的地址。
互聯網地址格式
封裝
當應用程序用T C P傳送數據時，數據被送入協議棧中，然後逐個通過每一層直到被當作一串比特流送入網絡。其中每一層對收到的數據都要增加一些首部信息（有時還要增加尾部信息），T C P傳給I P的數據單元稱作T C P報文段或簡稱爲T C P段（TCP segment）。IP傳給網絡接口層的數據單元稱作I P數據報(IP datagram)。通過以太網傳輸的比特流稱作幀(Frame )。
以太網數據幀的物理特性是其長度必須在4 6～1 5 0 0字節之間。
注意：上圖最後46-1500字節的範圍是以太網幀的數據部分，即不包括以太網首部，以太網尾部， 由IP首部 + TCP/UDP首部 + 應用數據 構成，不足46字節則pad(填充)
U D P數據與T C P數據基本一致。唯一的不同是U D P傳給I P的信息單元稱作U D P數據報（UDP datagram），而且U D P的首部長爲8字節。
由於T C P、U D P、I C M P和I G M P都要向I P傳送數據，因此I P必須在生成的I P首部中加入某種標識，以表明數據屬於哪一層。爲此， I P在首部中存入一個長度爲8 b i t的數值，稱作協議域。1表示爲I C M P協議， 2表示爲I G M P協議， 6表示爲T C P協議， 1 7表示爲U D P協議。
類似地，許多應用程序都可以使用T C P或U D P來傳送數據。運輸層協議在生成報文首部時要存入一個應用程序的標識符。T C P和U D P都用一個1 6 b i t的端口號來表示不同的應用程序。T C P和U D P把源端口號和目的端口號分別存入報文首部中。
網絡接口分別要發送和接收I P、A R P和R A R P數據，因此也必須在以太網的幀首部中加入某形式的標識，以指明生成數據的網絡層協議。爲此，以太網的幀首部也有一個16 bit的幀類型域。
分用
當目的主機收到一個以太網數據幀時，數據就開始從協議棧中由底向上升，同時去掉各層協議加上的報文首部。每層協議盒都要去檢查報文首部中的協議標識，以確定接收數據的上層協議。這個過程稱作分用（Demultiplexing）。
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