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TCP/IP协议族介绍

TCP/IP的通讯协议

这部分简要介绍一下TCP/IP的内部结构，为讨论与互联网有关的安全问题打下基础。
TCP/IP协议组之所以流行，部分原因是因为它可以用在各种各样的信道和底层协议（例如
T1和X.25、以太网以及RS-232串行接口）之上。确切地说，TCP/IP协议是一组包括TCP协
议和IP协议，UDP（UserDatagramProtocol）协议、ICMP（InternetControlMessageProtocol）
协议和其他一些协议的协议组。

TCP/IP整体构架概述

TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型，是一
种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种
硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网路层、传输层、话路层、
表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所
提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为：

应用层：应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络
远程访问协议（Telnet）等。

传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报
协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传
送数据，并且确定数据已被送达并接收。

互连网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但
不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。

网络接口层：对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、SerialLine
等）来传送数据。

TCP/IP中的协议

以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功能，都是如何工作的：

1．IP

网际协议IP是TCP/IP的心脏，也是网络层中最重要的协议。

IP层接收由更低层（网络接口层例如以太网设备驱动程序）发来的数据包，并把该数据
包发送到更高层---TCP或UDP层；相反，IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到
更低层。IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或
者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址（源地址）和接收它的主机的地址（目
的地址）。

高层的TCP和UDP服务在接收数据包时，通常假设包中的源地址是有效的。也可以这
样说，IP地址形成了许多服务的认证基础，这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来
的。IP确认包含一个选项，叫作IPsourcerouting，可以用来指定一条源地址和目的地址之
间的直接路径。对于一些TCP和UDP的服务来说，使用了该选项的IP包好像是从路径上的
最后一个系统传递过来的，而不是来自于它的真实地点。这个选项是为了测试而存在的，说
明了它可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接。那么，许多依靠IP源地址做确认
的服务将产生问题并且会被非法入侵。

2.TCP

如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。
TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认，
所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。

TCP将它的信息送到更高层的应用程序，例如Telnet的服务程序和客户程序。应用程序
轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱动程序和物理介质，最后
到接收方。

面向连接的服务（例如Telnet、FTP、rlogin、XWindows和SMTP）需要高度的可靠性，
所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP（发送和接收域名数据库），但使用UDP
传送有关单个主机的信息。

3.UDP

UDP与TCP位于同一层，但对于数据包的顺序错误或重发。因此，UDP不被应用于那
些使用虚电路的面向连接的服务，UDP主要用于那些面向查询---应答的服务，例如NFS。相
对于FTP或Telnet，这些服务需要交换的信息量较小。使用UDP的服务包括NTP（网落时间
协议）和DNS（DNS也使用TCP）。

欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易，因为UDP没有建立初始化连接（也可以称为握手）
（因为在两个系统间没有虚电路），也就是说，与UDP相关的服务面临着更大的危险。

4.ICMP

ICMP与IP位于同一层，它被用来传送IP的的控制信息。它主要是用来提供有关通向目
的地址的路径信息。ICMP的‘Redirect’信息通知主机通向其他系统的更准确的路径，而
‘Unreachable’信息则指出路径有问题。另外，如果路径不可用了，ICMP可以使TC