《电子科技大学TCPIP协议原理》.(杨宁).[42讲]

• 大家好，这一期我给大家上的课程名称叫做TCP/IP协议原理。
• 如果在学习过程中有什么问题，可以通过邮件和我交流。
• 本课程将深入介绍计算机网络中的协议规则。

大家好，这一期我给大家上的课程名称叫做TCP/IP协议原理。因为这边是我的姓名和电子邮件，大家在学习过程当中如果有什么问题的话，那么可以通过邮件和我交流。

对于TCP/IP协议原理这门课程来说，它本身是介绍在计算机网络当中进行通信的一些协议规则。在TCP/IP协议原理这门课程当中，我们所主要讲述的内容主要有以下这些部分。在这些部分当中，大家实际上可以对照我们的教材当中的目录来看一下，目录当中总共是有25章。

但是由于我们这个课程的课时问题，讲授课程只有42个学时，所以说在我们讲授过程中，25章内容不可能全部讲授完毕。因为我们主要讲解TCP/IP协议当中的主要一些协议，而对于一些其他的，特别是一些应用协议的话，我们不做教程也不做讲解，大家如果感兴趣，可以自己来看。

在这里头，我们来看一下根据教材的章节大家可以看一下我们主要讲授的内容。首先前面三章属于这门课的一些基本知识内容，包括引言、OSI模型TCP和TCP/IP，以及底层网络技术。第三章是TCP/IP运行的一些基本要求。

那么下面的话，第四章和第五章讲的是IP编制和构成，包括子网和超网，这两个实际上都是介绍IP编制技术。虽然说它不是TCP/IP协议的一部分，但它并不是一个协议，而是在TCP/IP协议运行当中所必不可少的一项基础设施。也就是说，对于TCP/IP协议来说，在进行通信的时候，如何来标识通信的对象，主要是需要利用IP地址来进行。

所以说这两章内容是我们这门课程当中的一个重点部分。再下来从第六章开始就是进入到我们的这个协议的介绍部分。在TCP/IP这个协议当中，大家可以看到虽然说从名称上来看，只有两个协议TCP和IP，但TCP/IP协议实际上是一系列协议的统称。

在这一系列协议当中，有两个最重要的协议，也就是它的名称的命名方式，即TCP和IP协议。在我们讲解当中，重点部分当然包括TCP协议和IP协议。但是除了这两个协议之外，还有一些其他的重要协议或者说是一些辅助的协议。

在这里头我们看一下，首先第六章和第七章我都是介绍IP协议，介绍IP协议的两个主要功能。而对第八章的话，那么介绍的是ARP和RARP协议，第九章是ICMP协议。对于这三个协议来说，IP、ARP、RARP和ICMP，它们都是位于网络层的协议，但它们各自的功能上面有一些区别。这三种协议在我们通信过程中是缺一不可的，必须都需要使用。

接下来是两个协议UDP和TCP协议，这两个协议又是传输层的协议，主要是为了实现高层的网络应用而提供的一些传输服务。这两个协议也是我们这门课当中的一个重点内容。

再下一部分是一些路由选择协议，那也是我们所需要介绍的。关于路由选择协议，它的主要功能是为了进行网络通信时能够进行路径的查找和发现。这是路由选择协议的功能。从功能角度来看，它实际上和IP协议是属于同一层次的，都是在网络层。但我们把它放在后面来介绍，因为它的功能比较特殊，它是为了进行数据通信而提供的一个特殊协议进行路径查找。

最后这三个部分是介绍我们应用层的一些关键协议。首先先介绍应用层当中应用层协议所采用的或它通信时所使用的一个模型，因为这是客户服务器模型。现在大部分的应用程序协议全都遵照与客户服务器模型来进行数据的通信传输。

下面两个协议TP和DHCP是我们在网络通信中常用到的一个动态IP地址分配协议。而DNS是我们在通信过程中用到的域名解析协议。这三个部分是应用程序中比较重要的，也是我们通信过程中必不可少的。

大家可以看到在教材当中还有一些其他的协议，比如在第17章当中我们列出的组播管理协议IGMP协议以及在后面列出的一些应用程序的其他协议。对于这些协议来说，由于课程要求，我们不再做详细的介绍。如果大家感兴趣，可以自己来查看。

在我们这门课程的要求的内容也就是我们所要讲解的内容，都是在教材篇幅当中已体现出来的。这门课程的重点内容，我们前面说过，一个就是IP地址，另外一个就是TCP，第三个就是IP。这三方面是我们这门课程的重点内容，要求大家必须掌握。

下面的话我们就开始进入我们这门课程的正式内容。首先第一章部分引言部分，关于引言部分来说，我们前面说过它是介绍一下这个TCP/IP协议它运行的或者使用的一个背景情况。对于TCP/IP这个协议来说，大家都知道在现在的计算机网络当中最为常见的一个网络实例就是英特网，而在英特网当中计算机之间进行通信所采用的协议就是TCP/IP协议。

我们通常也把这个协议叫做一个协议组，因为我们前面介绍过它当中有很多的协议内容。对于这个TCP/IP协议组来说，既然它运行在一个英特网的环境当中，因此我们在语言部分当中主要是介绍一下英特网的一些相关知识。

主要的内容包括这五个部分。首先，第一个部分我们来看一下协议和标准。既然我们这门课介绍的是TCP/IP协议，那么我们首先先来看一下到底什么是协议。

对于协议来说，它的英文单词是protocol。协议本身的定义来说实际上就是一组规则，而这个规则在我们日常生活当中有很多，比如大家在进行交通的时候，有交通规则。在上学的时候有一些学生守则，因为这些都是一系列的规则。而在我们的网络当中，数据要进行通信，因此也有相应的规则。

那么对于这些数据通信的规则，我们把它用一个专门的名称来称呼它叫做协议。对于协议来说，它的定义就是一组用来控制数据通信的规则。

那么对于协议来说，既然它是一组规则，在这个规则当中需要包含哪些因素呢？或者这组规则应该有哪些因素来构成？在协议当中，构成一个协议必须要具备三个要素，这三个要素是语法、语义和时序。

大家可以看到在教材上面，关于时序翻译为同步。实际上在我们通信当中关于同步这个名词有一个专有名词而称之为时序。在这里头，我们可以看一下，语法、语义、时序这三个内容到底是什么含义，我们可以做一个类比，比如跟我们这一个平常的邮政系统，例如大家寄信这样的一个活动，或者说电话系统，比如大家平常打电话的活动，我们可以来类比一下。

对于语法来说，大家在教材上可以看到，语法所规定的内容就是进行定义的信息数据结构，比如说我通信的信息的数据结构。这个数据结构我们可以用what来表示。

在这里头，我们来对比一下邮政系统，609上述内容在邮政系统中可以体现出，大家在寄信的时候，信封上面规定了必须要包含哪些内容，这种就是一个语法。在信封当中，首先有前面的邮政编码，收信员的邮政编码、收信员的地址、收信员的姓名，再下来是寄信员的地址和寄信员的邮政编码，那么这样的就是信封上的数据结构。

实际上这对应到我们协议当中就是它的语法部分。第二点，对于语意来说，语义的作用是具体描述在通信过程中我每一个信息的具体含义。我们都知道在计算机通信的时候，主要采用的是二进制的比特流方式来传输。对于比特流来说，那么每一个比特它所表示的具体含义是什么，这就是语义所规定的内容。

那么这个可以对比到邮政系统，语义来说，在邮政系统当中就相当于是邮政编码当中每一个数字到底代表什么含义，或者我们的信件中收件人或者是已收信人地址当中每一个字符它代表的含义是什么。

最后一个就是时序，对于时序来说，它所代表的含义指的是我数据到底什么时候可以发送，以及我表示的数据是正确接收了。接收到这个数据之后，我还需要做些什么，这就是时序的作用。

因此在这里头，我们可以看到，对于协议来说，是进行控制数据通信的规则。这控制的是通信的一个过程。网络当中，除了协议这种规则，还存在另一种规则，我们把它称之为标准。对于标准来说，其实它的范围比协议更为广泛，它并不仅仅只局限于通信的规则。

对于标准来说，我们说是一致同意的规则。只要双方或者说是大家都同意这个规则，那么它就能够成为一个标准。对于标准在我们目前的计算机网络当中，常用的有两种类型的标准：第一种标准叫做事实上的标准，所谓事实现的标准，是根据大家的习惯，比如大家约定成的一种规则，或者根据大家类似的习惯所定义的标准。

第二种叫做合法标准，所谓的合法标准就是由一个专门的组织制定的一系列法律或规章。因此，这都称之为合法标准。对于我们的TCP/IP协议来说，它是一个事实上的标准，也就是说人们首先使用了这些通信协议，在使用的过程中经过一些改进，自然而然的就成为了一种所谓的事实上的标准。大家都要遵循这种标准，它并不是某一个组织制定的，而是根据实际需求。

因为任何人都可以制定这样的一种协议，只不过这个协议最终要经过实际认可。当实际认可之后，它就自然而然的形成了一种标准。因此在这里头我们说，对于协议来说，它是一种标准。而这种协议分类来说有两类，一类是事实上的标准，另外一类就是合法标准。

对于TCP/IP协议组来说，所有的协议都是一种事实上的标准。在这里头，有关其他协议，比如在其他课程当中学到的局域网中的一些协议标准，这些协议由专门的组织标准化组织所制定的，例如802.3协议是以太网协议，802.5是环网协议，这些协议是由专门的标准化组织例如IEEE所制定的。因此这两个协议属于合法标准。

关於TCP/IP协议来说，它实际上是有一套详细的标准化的组织。首先，第一个是ISO，是一个国际标准化组织。这个组织所定义的都是针对国际范围内的一些标准内容。我们在第二章当中所讲到的OSI参考模型就是这个组织所制定的一种标准。

第二个组织是ITU-T，也就是国际电信联盟信标准部，主要针对电信行业上的一些通信标准。因为现在大家都知道，对于计算机网络来说，实际上并不是一个独立存在的网络。在某种程度上，它可能会与我们已有的信网络之间有一些必然的联系。

例如它可能利用电信网络当中的一些传输设备或传输的通信方式来提供计算机之间的通信。因此对于ITU-T来说，虽然它是主要针对电信行业设置的一种电信通信标准，但由于这些电信通信标准在计算机网络当中也要使用，所以在这里我们仍然会涉及到ITU-T的一些标准。

第三个标准是ANSI，即美国国家标准化局。虽然它是一个美国的国家性组织，但大家都知道，实际上这个互联网最早是美国发展出来的，因此在这当中有很多标准都是由这个ANSI所制定的。

此外，HPE，即电器电子工程师学会，针对一些具体的物理网络上的通信内容，例如局域网当中的一些标准都是由HPE所制定的。比如我们现在常用到的以太网，无论是10兆以太网、千兆以太网还是无线局域网的标准，都是由HPE所定义的。最后一个是EIA，电子工业协会。这个组织主要是针对物理传输的一些标准，诸如以太网的数据传输标准。

总之，在计算机网络当中，使用的这些协议主要由上述几个标准化组织所制定的。因此，在这这些组织所定义的都是大家必须遵循的。比如说一旦它定义出来，一旦发布标准，那么这个标准就意味着所有的厂商或所有人员都必须遵循这个标准来办事情。

关于这些标准化委员会，它有一些特征。因为它的这个标准一旦定下来，就要求大家都来遵循。对于这些标准创建委员会来说，在制定过程当中，它的效率通常比较低。例如，一项标准从它推出时，实际上只是一个草案，只有部分人能够进行一些实验性质的使用，而并不能够全面推广。

在实验过程中会做一些改进，经过调整，最后制定出一个公开的标准，因此在这一过程中大家都知道，任何组织在其中进行一系列的活动都需要一些要求，比如一些规章制度。一般情况下，标准化委员会所制定的协议通常需要一年左右的时间才能制定出一个协议，有时甚至需要几年的时间。

再来看第二种类型的标准化组织，这个组织我们称之为论坛。论坛是由一些人或公司或相关机构自愿组织起来的。例如在现在网络当中广泛的两个论坛，分别是IETF和ATM论坛，它们主要针对于广域网当中的一些协议。

对于这些管理机构来说，如何制定协议并将其推广为标准，当然需要有相应的机构来实施。在互联网中，如何实现这些协议的制定以及推向标准的过程，就由相应的管理机构来实现。最高级别的管理机构是ISOC即互联网协会，ISOC下面有一个IAB即互联网体系结构委员会，具体负责互联网的内容。

IAB下面分为两个组，一个是IETF，互联网工程任务组，另一个是IRTF，互联网研究任务组。两个组的主要职能是研究和分析协议及其制定和完善，IETF则主要负责协议的测试评估及推广。

在这一点上，公司命名的变化，比如IANA，互联网号码分配局。它的作用主要是分配IP地址，也就是分配互联网通信中所用的IP地址。对于这个组织，之前称为IANA，现在叫做ICANN，互联网名称与数字地址分配公司，主要负责互联网中的地址分配和相应的一些编号问题。

最后，教材中列出了每个机构的主要职责。如果大家感兴趣，可以访问这些网站查看这些组织的具体功能。

关于互联网的发展历程，教材中提供了一个历史时间线，记录了互联网发展的一些重要阶段。从中可以看到，互联网最早起源于60年代末或70年代初。最早的网络是美国国防部的ARPANET网络，逐步演化成现在的互联网。

在这里我们可以看到，TCP/IP协议组的推出时间也相当早，最早是在73年推出的，当时只是一些简单的主要协议。在随后的过程中，协议组中的内容进行了大的改进和更新。

至此，我们这一章的内容总结如下：

1. 理解标准与协议的概念，标准分为事实标准与合法标准。
2. 理解协议的三要素：语法、语义和时序。
3. 明白互联网标准是RFC，认识不同协议的重要性与应用。
4. 掌握互联网的概念及国际间网络的相互关系。

以上就是关于这一节课的一些内容。