第1章 TCP/IP回顾
TCP/IP路由技术（第一卷）（第二版）
本章包括以下主题：
- TCP/IP协议层；
- IP包头（IP Packet Header）；
- IPv4地址；
- 地址解析协议（ARP）；
- Internet控制消息协议（ICMP）；
- 主机到主机层。
考虑到这本书的书名是《TCP/IP路由技术》，有必要从回顾TCP/IP的基本知识开始讲起，然后再讲述如何进行TCP/IP路由选择。如果读者正在准备Cisco认证互连网专家（Cisco Certified Internetwork Expert，CCIE）的考试，或者仅仅把本书作为路由选择技术方面的参考书，那么读者大概已经了解了本章所要讲述的大部分内容。但是，如果读者阅读一下本章，作为对基本知识的复习也不是一件坏事，有时还会有所帮助。
本章主要回顾了启用、控制或帮助TCP/IP路由选择的协议，对TCP/IP协议簇并不作深入讨论。本章最后列出的几本参考读物均对TCP/IP进行了深入详细的讲解，读者可以至少选择其中的一本进行阅读。
早在20世纪70年代初期，Vint Cerf和Bob Kahn就对TCP/IP及其分层协议框架进行了构思，它的提出先于ISO的OSI参考模型。本章对TCP/IP协议层的简单回顾有助于读者理解TCP/IP的多种功能与服务是如何进行相互关联的。
1.1 TCP/IP协议层
图1-1展示了TCP/IP协议簇与OSI参考模型的相互关系。[1] 在TCP/IP协议簇中，网络接口层对应于OSI的物理和数据链路层，但实际上在规范中并不存在这一层。如图1-1所示，作为对物理和数据链路层的表示，它已经成为事实上的一个层次。在本节中，我们将使用OSI的术语——物理和
数据链路层来描述它。
物理层包含了多种与物理介质相关的协议，这些物理介质用以支撑TCP/IP通信。物理层的协议按照正式的分类可以分为4类，这4类涵盖了物理介质的所有方面：
- 电子/光学协议——描述了信号的各种特性。例如，电压或光强度、位定时、编码和信号波形。
- 机械协议——规定了连接器的尺寸或导线的金属成分。
- 功能性协议——描述了做什么。例如，在EIA-232-D连接器第4管脚上的功能描述是“请求发送”。
- 程序性协议——描述了如何做。例如，在EIA-232-D导线上，二进制1表示电压小于−3V。
数据链路层包含了控制物理层的协议：如何访问和共享介质、怎样标识介质上的设备，以及在介质上发送数据之前如何完成数据成帧。典型的数据链路协议有IEEE 802.3/以太网、帧中继、ATM以及SONET。
Internet层与OSI的网络层相对应，主要负责定义数据包格式和地址格式，为经过逻辑网络路径的数据进行路由选择。当然，网络层也是本书内容涉及最多的一层。
与OSI传输层相对应的是主机到主机层，它指定了控制Internet层的协议，这就像数据链路层控制物理层一样。主机到主机层和数据链路层都定义了流控和差错控制机制。二者不同之处在于，数据链路层协议强调控制数据链路上的流量，即连接两台设备的物理介质上的流量；而传输层控制逻辑链路上的流量，即两台设备的端到端连接，这种逻辑连接可能跨越一连串数据链路。
应用层与OSI的会话层、表示层、应用层相对应。虽然一些路由选择协议使用这一层，例如边界网关协议（BGP）、路由选择信息协议（RIP）等 ，[2]但是应用层最常用的服务是向用户应用提供访问网络的接口。
对于图1-1中所示的协议簇和其他协议簇来说，各层之间多路复用是一个通用功能。许多应用可以使用主机到主机层的一个服务，同样许多主机到主机层的服务也可以使用Intenret层。多个协议簇（如IP、IPX、AppleTalk）还可以通过数据链路协议共享一条物理链路。