系统管理指南:IP 服务

TCP/IP 协议套件介绍

本节详细介绍了 TCP/IP 中包括的协议。虽然是一些概念性信息,但是您应该了解协议的名称,还应该了解每种协议的作用。

"TCP/IP" 是一组网络协议常用的首字母缩略词,这些协议组成了 Internet 协议套件。许多文章都使用术语 "Internet" 来描述协议套件和全局广域网。在本书中,"TCP/IP" 专指 Internet 协议套件。"Internet" 是指广域网以及管理 Internet 的机构。

要将 TCP/IP 网络与其他网络互连,必须为网络获取一个唯一的 IP 地址。编写此内容时,您可从 Internet 服务提供商 (Internet service provider, ISP) 获取此地址。

如果要将网络中的主机加入 Internet 域名系统 (Domain Name System, DNS),则必须获取并注册唯一的域名。InterNIC 通过一系列全球注册机构来协调域名注册。有关 DNS 的更多信息,请参阅《系统管理指南:名称和目录服务(DNS、NIS 和 LDAP)》

协议层和开放系统互连模型

大多数网络协议套件的结构都由一系列层组成,有时统称为协议栈。每一层都针对特定用途而设计,并且同时存在于发送系统和接收系统上。一个系统上的某个特定层发送或接收的对象与另一个系统上的对等进程发送或接收的对象完全相同。这些活动的发生与所考虑的层的上下层中的活动无关。实际上,系统上每一层的活动都独立于同一系统上的其他层,并且与其他系统上的同一层并行执行操作。

OSI 参考模型

大多数网络协议套件的结构都由多个层组成。国际标准化组织 (International Organization for Standardization, ISO) 设计了使用结构化层的开放系统互连 (Open Systems Interconnection, OSI) 参考模型。OSI 模型介绍了网络活动的七层结构。每个层都与一个或多个协议关联。对于协作网络间所有类型的数据传送,这些层执行的数据传送操作相同。

OSI 模型列出了从顶层(第 7 层)到底层(第 1 层)的协议层。下表显示了此模型。

表 1–1 开放系统互连参考模型

层编号 

层名称 

说明 

应用

由每个人均可使用的标准通信服务和应用程序组成。 

表示

确保将信息以系统可识别的形式传送到接收系统。 

会话

管理协作系统之间的连接和终止。 

传输

管理数据的传送,同时还确保收到的数据与传送的数据完全相同。 

网络

管理网络间的数据寻址和传送。 

数据链路

处理网络介质间的数据传送。 

物理

定义网络硬件的特征。 

OSI 模型定义了并不特定于任何网络协议套件的概念性操作。例如,OSI 网络协议套件可实现 OSI 模型的所有七个层。TCP/IP 使用 OSI 模型的一些层,并且还会组合其他层。其他网络协议(如 SNA)会添加第八层。

TCP/IP 协议体系结构模型

OSI 模型通过一系列协议描述了理想的网络通信。TCP/IP 并不直接对应于此模型。TCP/IP 或者将几个 OSI 层组合为一个层,或者根本不使用某些层。下表显示了 Oracle Solaris : 实现的 TCP/IP 层。该表列出了从最顶层(应用层)到最底层(物理网络层)的各层。

表 1–2 TCP/IP 协议栈

OSI 参考层编号 

等效的 OSI 层 

TCP/IP 层 

TCP/IP 协议示例 

5、6、7 

应用、会话、表示 

应用

NFS、NIS、DNS、LDAP、telnetftprloginrshrcp、RIP、RDISC、SNMP 等

传输  

传输

TCP、UDP、SCTP 

网络 

Internet

IPv4、IPv6、ARP、ICMP 

数据链路 

数据链路

PPP、IEEE 802.2 

物理 

物理网络

以太网 (IEEE 802.3)、令牌环、RS-232、FDDI 等等  

该表显示了 TCP/IP 协议层和 OSI 模型中的等效层。另外,还显示了可用于 TCP/IP 协议栈各级别的协议的示例。通信事务中涉及的每个系统都运行协议栈的唯一实现。

物理网络层

物理网络层指定要用于网络的硬件的特征。例如,物理网络层可指定通信介质的物理特征。TCP/IP 的物理层介绍了一些硬件标准,如作为以太网网络介质规范的 IEEE 802.3 以及作为标准管脚连接器规范的 RS-232。

数据链路层

数据链路层标识包的网络协议类型,在此实例中为 TCP/IP。数据链路层还提供了错误控制和“成帧”。数据链路层协议的示例包括以太网 IEEE 802.2 成帧和点对点协议 (Point-to-Point Protocol, PPP) 成帧。

Internet 层

Internet 层也称为网络层 IP 层,可为网络接受和传送包。该层包括功能强大的 Internet 协议 (Internet Protocol, IP)、地址解析协议 (Address Resolution Protocol, ARP) 和 Internet 控制消息协议 (Internet Control Message Protocol, ICMP)。

IP 协议

IP 协议及其关联的路由协议可能是整个 TCP/IP 套件中最重要的部分。IP 负责以下操作:

Oracle Solaris : 同时支持 IPv4 和 IPv6 寻址格式,这两种格式都在本书中进行了介绍。为避免对 Internet 协议进行寻址时出现混淆,请使用以下约定之一:

ARP 协议

从概念上讲,地址解析协议 (Address Resolution Protocol, ARP) 位于数据链路层和 Internet 层之间。ARP 通过将以太网地址(长度为 48 位)映射到已知的 IP 地址(长度为 32 位),协助 IP 将数据报定向到相应的接收系统。

ICMP 协议

Internet 控制消息协议 (Internet Control Message Protocol, ICMP) 可检测并报告网络错误情况。ICMP 将报告以下情况:

第 8 章介绍了有关将 ICMP 用于错误检测的 Oracle Solaris : 命令的更多信息。

传输层

TCP/IP 传输层通过交换数据接收的确认信息并重新传送丢失的包,可确保包按顺序到达且不会出现错误。这种通信类型称为端对端。此级别的传输层协议栈包括传输控制协议 (Transmission Control Protocol, TCP)、用户数据报协议 (User Datagram Protocol, UDP) 以及流控制传输协议 (Stream Control Transmission Protocol, SCTP)。TCP 和 SCTP 可提供可靠的端对端服务。UDP 则会提供不可靠的数据报服务。

TCP 协议

使用 TCP,应用程序可以像通过实际线路连接一样进行相互通信。TCP 发送数据的形式类似于逐个字符进行传送,而不是以独立的包进行发送。这种传输由以下各项组成:

TCP 会向传送的数据中附加一个头。此头包含许多参数,可帮助发送系统上的进程连接到接收系统上的对等进程。

TCP 通过在发送主机和接收主机之间建立端对端连接,确认包是否已到达其目的地。因此,TCP 被视为一种“可靠的、面向连接的”协议。

SCTP 协议

SCTP 是一种可靠的、面向连接的传输层协议,它为应用程序提供的服务与 TCP 提供的服务相同。此外,SCTP 还可以支持在具有多个地址或多宿主系统之间建立连接。发送系统和接收系统之间的 SCTP 连接称为关联。关联中的数据组织成多个块。由于 SCTP 支持多宿主,因此,某些应用程序(尤其是电信行业使用的应用程序)需要通过 SCTP 而不是 TCP 运行。

UDP 协议

UDP 可提供数据报传送服务,并且不会检验接收主机和发送主机之间的连接。由于 UDP 不需要建立和验证连接,因此,发送少量数据的应用程序可使用 UDP。

应用层

应用层定义了任何用户均可使用的标准 Internet 服务和网络应用程序。这些服务与传输层协同工作以发送和接收数据。存在多种应用层协议。以下列表显示了应用层协议的示例:

标准 TCP/IP 服务

UNIX "r" 命令

使用 UNIX "r" 命令,用户可以在其本地计算机上发出将在远程主机上运行的命令。这些命令包括:

有关使用这些命令的说明,请参见 rcp(1)rlogin(1)rsh(1) 手册页。

名称服务

Oracle Solaris : 可提供下列名称服务:

目录服务

Oracle Solaris : 支持 LDAP(Lightweight Directory Access Protocol,轻量目录访问协议)与 Sun 开放网络环境 (Sun Open Net Environment, Sun ONE) Directory Server 和其他 LDAP 目录服务器一起使用。名称服务和目录服务之间的区别在于功能范围不同。目录服务不仅提供与名称服务相同的功能,而且还提供其他功能。请参见《系统管理指南:名称和目录服务(DNS、NIS 和 LDAP)》

文件服务

NFS 应用层协议可为 Oracle Solaris : 提供文件服务。有关 NFS 服务的完整信息,请参见《系统管理指南:网络服务》

网络管理

使用简单网络管理协议 (Simple Network Management Protocol, SNMP),可以查看网络的布局和关键计算机的状态。使用 SNMP,还可以通过基于图形用户界面 (graphical user interface, GUI) 的软件获取复杂的网络统计信息。许多公司都提供了实现 SNMP 的网络管理软件包。

路由协议

路由信息协议 (Routing Information Protocol, RIP) 和路由器搜索 (Router Discovery, RDISC) 服务器协议是 TCP/IP 网络可用的两种路由协议。有关 Oracle Solaris 10 可用的路由协议的完整列表,请参阅表 5–1表 5–2