TCP/IP的层次结构以及各层数据封装的过程 （一）

（参考文献）TCP/IP详解，卷1：协议

Tcp/ip协议的四个层次：



在以上的图中，FTP属于应用层的协议，TCP、UDP属于运输层的协议。

在TCP/IP协议族中，网络层IP提供的是一种不可靠的服务，，它尽可能的把分组从源节点送到目的节点，但是并不提供任何可靠保证。而TCP在不可靠的IP层上提供了一个可靠的运输层（参见TCP三次握手），为了提供这种可靠的服务，TCP采用了超时重传，发送和接收的端到端的确认分组等机制。

TCP、IP协议的分层结构图：



在以上图中，ICMP（控制报文协议）是IP协议的附属协议，IP层用它来与其他主机或路由器交换错误报文和其他重要信息。

ICMP是Internet组管理协议，它用来把一个UDP数据多播到多个主机上。

互联网地址分类：



数据包的封装：



当应用程序用TCP传数据时，数据被送入协议栈中，由上到下对每一层的数据进行加工（主要是增加一些首部信息和尾部信息）；TCP串给IP的数据单元被称为TCP报文段；IP传为网络接口层的数据单元被称为IP数据报；通过以太网传输的比特流称作帧。

封装流程图图下图：



UDP数据与TCP数据基本一致，唯一不同的是，UDP传给IP的信息单元称为UDP数据包，并且UDP的首部长为8字节。

在上面的TCP、IP的分层结构图中我们可以看见，用户程序、TCP、UDP、ICMP等都会向IP传送数据，因此在IP的首部加入了长度为8bit的标识；1表示ICMP协议，2表示IGMP协议，6表示TCP，17表示UDP协议。

TCP、和UDP在传送数据的过程中都会用到一个16bit的端口号来表示不同的应用程序TCP和UDP把源端口号和目的端口号分别存入报文首部中。（216= 65536）

网络接口通常要发送和接收IP、ARP、RARP数据，因此在以太网的首部（及帧的首部）也有一个16bit的标识。

数据帧的解析过程：



端口号的分配（216 = 65536）：

在上面说了TCP和UDP采用了16bit的端口号来识别应用程序。

知名端口号一般位于：1 --- 255 之间

256 --- 1023的端口号，通常是由Unix系统占用（系统占用）

1024 ---5000 是大多数TCP、IP实现的临时分配

大于5000的一般是给其他服务预留的（Internet上并不常用的服务）