计算机网络原理：寻址和连接的建立

在一个计算机网络中，一台主机可供其它主机远程访问的典型资源有进程、文件、终端、邮箱或其它独特的外围设备。一台主机以向其它主机提供服务的形式让对方享用这些资源。每一项服务对应一个“服务程序”进程，它为任何一个申请，而且获准使用它的远程主机中的用户程序提供某些服务，诸如提供日时钟、Pascal编译、文件存储与检索、数据库管理等。要实现服务与被服务，就需要在二者之间建立联系，而联系的两端需要传送地址，即用以识别服务项目和被服务者的地址。

传送地址的作用是，在两个给定传送实体的用户之间建立一个连接或为进行无连接数据传送提供标识。换句话说，传送服务是通过传送地址实现的。传送地址中需包括传送服务用户标识、主机（站）、网络号码等内容。通常传送地址用（网络号，主机，信口）来说明，一个信口代表一个特定的传送服务用户。一般说，在一个主机中只有一个传送实体，因而传送实体的标识是不需要的。如果存在多个传送实体，通常也是一个类型只有一个，此时，地址中就应有传送协议类型的标识，例如用户数据报、TOP等。在单网情况下，甚至网络号也可以不要。

对地址的编排一般有分层地址和单调地址两种形式。分层地址的命名空间不一定是连续的，一个地址由若干地址域组成，且这些地址域通常是离散的。例如，X.121中使用14位10进制数字进行编址，其中1～3位标识国家，4位标识网络，5～14位自行分配，如下图。

对多于10个网络的国家可分配多个国家号，例如美国的国家号为310～329，从而允许有200个国际网络。人们通常写信的地址即是一种分层地址。单调地址的命名空间是连续的，每个地址都按单一的计数方法分配，而不再分解为若干地址域。单调地址常用于用硬件设施设定的地址。日常生活中单调地址的例子也很多，如流水线上的流水号、奖券的编号等。

分层地址和单调地址各有所长。分层地址具有路径选择容易、系统增减容易、在局部范围内可使用局部地址等优点，但当一个进程从一台主机移到另一台主机时，不能将它原来的地址带过去，到新主机时要重新编址。单调地址的优缺点恰与其相反。

源点的传送用户可通过四种方法得知终点的传送用户的地址：

①用户必须事先知道希望要用的地址，地址是固定的；

②某些常用的服务采用“众所周知（wellknown）”地址；

③提供名字服务程序。用户用一般的名字请求服务，这个请求被送到名字服务程序，后者查阅一个对照表后回送一个地址，然后传送实体继续进行连接；

④在某些情况中，目的用户是一个有请求才产生的进程，从而源用户可以通过向一个众所周知的地址送去一个请求，再由此地址的用户——一个特权系统进程产生新的进程，并返回一个地址。

在这里，名字（name）是一种与地址有对应关系但又不同的标识，被用来说明某种特别的实体，如进程、物体等。例如，名字“文件服务进程”说明了一个可以进行文件服务的进程实体；名字“管理员用户”则说明了一个具有管理员特权的用户实体。简单地来说，名字说明物体是什么，地址则说明它在哪里，路由则指明怎样到那里去。有时名字还分为全局名和局部名。名字服务就是提供各种名字及其属性，包括它和地址的映射关系的服务。另一个重要的概念是“众所周知”的地址。之所以称其为“众所周知”，是因为这种地址的服务是最普通的、最公开的，地址一般也是不改变的。它非常类似于电话号码中的公共服务号码，如114（查号台）等。(www.xing528.com)

现以用户通过进程服务程序（特权系统进程）与文件服务进行连接为例，来说明两个传送地址之间的连接。如图6.2.1所示，连接过程为：

①进程服务在众所周知地址侦听；

②用户进程连接到众所周知地址；

③进程服务根据用户要求在某地址上启动文件服务；

④文件服务在指定地址上侦听，准备与用户连接；

⑤进程服务告诉用户新的连接地址，关闭原连接；

⑥用户利用所获得的连接地址与文件服务进行连接。

图6.2.1　利用众所周知地址连接

在网络服务可靠的情况下，例如A型网络服务，要达到提供面向连接的顺序的传送服务的目标，即使已经知道对方的传送地址，仍需要有连接的建立和终止过程。在这种情况下，连接的实现较为简单。例如简单传送站中的connect过程、close过程等，它们只需发出请求连接的报文，并且等待对方的应答报文即可。连接建立的目的是：使每一端确信另一端存在，允许协调选择参数（窗口大小、服务等级等），引起传送实体的资源分配（缓冲空间、表入口等）。连接建立以及建立后在连接上的操作，实质是对连接状态的改变，如从Idle状态变到Sending，Receiving，Waiting，Closing等。当网络服务不那么可靠时，例如B型和C型网络服务，连接的建立过程较为复杂，这一点留待下一节讨论。