TCP/IP ---封装与分用

封装

当应用程序用T C P传送数据时，数据被送入协议栈中，然后逐个通过每一层直到被当作
一串比特流送入网络。其中每一层对收到的数据都要增加一些首部信息（有时还要增加尾部
信息），该过程如图1 - 7所示。T C P传给I P的数据单元称作T C P报文段或简称为T C P段（T C P
s e g m e n t）。I P传给网络接口层的数据单元称作I P数据报(IP datagram)。通过以太网传输的比特
流称作帧(Fr a m e )。

由于T C P、U D P、I C M P和I G M P都要向I P传送数据，因此I P必须在
生成的I P首部中加入某种标识，以表明数据属于哪一层。为此， I P在首部中存入一个长度为
8 b i t的数值，称作协议域。1表示为I C M P协议， 2表示为I G M P协议， 6表示为T C P协议， 1 7表
示为U D P协议。

类似地，许多应用程序都可以使用T C P或U D P来传送数据。运输层协议在生成报文首部
时要存入一个应用程序的标识符。T C P和U D P都用一个1 6 b i t的端口号来表示不同的应用程序。
T C P和U D P把源端口号和目的端口号分别存入报文首部中。

网络接口分别要发送和接收I P、A R P和R A R P数据，因此也必须在以太网的帧首部中加入
某种形式的标识，以指明生成数据的网络层协议。为此，以太网的帧首部也有一个16 bit的帧
类型域。

分用

当目的主机收到一个以太网数据帧时，数据就开始从协议栈中由底向上升，同时去掉各
层协议加上的报文首部。每层协议盒都要去检查报文首部中的协议标识，以确定接收数据的
上层协议。这个过程称作分用（ D e m u l t i p l e x i n g），图1 - 8显示了该过程是如何发生的。

为协议I C M P和I G M P定位一直是一件很棘手的事情。在图1 - 4中，把它们与I P放在
同一层上，那是因为事实上它们是I P的附属协议。但是在这里，我们又把它们放在I P层
的上面，这是因为ICMP和IGMP报文都被封装在IP数据报中。

对于A R P和R A R P，我们也遇到类似的难题。在这里把它们放在以太网设备驱动程
序的上方，这是因为它们和I P数据报一样，都有各自的以太网数据帧类型。但在图2 - 4
中，我们又把A R P作为以太网设备驱动程序的一部分，放在I P层的下面，其原因在逻
辑上是合理的。
这些分层协议盒并不都是完美的。