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Internet 使用的协议是TCP/IP。TCP/IP参考模型与OSI开放系统互连参考模型类似,也采用分层体系结构,自上而下分为四层,TCP/IP并不仅仅包含TCP和IP两个协议,而是一组协议,所有的协议都包含在TCP/IP组的四个层次中。
TCP/IP协议有以下特点。
- 开放的协议标准,独立于特定计算机硬件与操作系统。
- 独立于特定的网络硬件,可以运行在局域网、广域王,更适用于互联网中。
- 统一的网络地址分配方案,使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址
- 标准化的高层协议,可以提供多种可靠的用户服务
IP协议
网际协议IP不但维各个互联的网络提供统一的数据包格式,而且还提供寻址、路由选择、数据的分段与重组功能,它能将数据包从一个网络转发到另一个网络。IP协议以数据包的答案为传输数据,IP数据包在Internet中称为IP数据报
物理地址和逻辑地址
物理地址就是平时所说的MAC地址。总共48位,6个字节,用16进制数来表示。大多数局域网通过位网卡分配一个硬件地址来标识一个联网的计算机或其他设备,所谓物理地址是指固话在网卡EPROM中的地址,这个地址应该保证在全网是唯一的。IEEE注册委员会为每一个生产厂商分配物理地址的前三字节,即公司标识。后面三字节由厂商自行分分配。
对于跨越Internet的数据传输,物理地址不能提供逻辑的地址表示。在Internet中传输信息,必须实现网络节点的统一标识。Internet对各种物理网络地址的统一在网络中完成。IP协议提供了一种Internet通用的地址格式。
IP地址大的组成
如前所述,Internet中每一台主机都有一个IP地址,用来标识Internet中的每一台主机。IP地址由两部分组成:网络号和主机号。网络号标识一个逻辑网络,主机标识网络中一台主机。
IP地址分类
32位的IP地址中,前5位用于标识IP地址的类别,其中,A类地址的第一位为“0”,B类地址的前两位为“10”,C类地址的前3位为“110”,D类地址的前四位为“11110”,E类地址的前五位为“11110”。A类、B类、C类地址为IP的基本类
基本IP地址
IP地址分为5类,A、B、C三类是常用地址。IP地址的编码规定:全0表示本地网络,全1表示广播地址
A类地址:主要用于世界上少数的具有大量主机的网络,他用7位来表示网络号,24位标识主机号,但是注意127.0.0.0专门做网络测试之用,例如:PING127.0.0.1用于检查网卡工作是否正常。
B类地址:主要分配给国际性大公司和政府机构的中型到大型网络。后面的14位用来标示网络号,8位标示主机号,前面2位位二进制“10”
保留IP地址
网络号
IP协议规定,主机号全为“0”的用于表示一个网络,即网络ID,它相当于电话系统中的区号。例如:IP地址“199.210.50.3”中,网络号为“199.210.50”,该网络地址即为“199.210.50.0”,这类IP地址不能分给主机使用
直接广播地址
当需要像一个网络内的所有主机发送一个数据包时,可以使用直接广播地址。主机号部分全为“1”代表直接广播地址
子网划分
为了充分利用IP地址资源和合理地规划网络结构,一个网络通常会被划分成若干个子网。例如某大学申请到一个B类地址。而一个B类地址可以有65534个主机地址可供分配,如果该大学只有30000台主机,那么另外30000个主机号就被浪费掉了。一般希望每个单位的网络能进一步分成若干个子网,子网之间即相互独立又相互连通。
在网络中划分子网的好处:有效地利用IP地址;增加子网的数量,提高网络管理的效率;隔离广播数据包,提高网络性能。
子网掩码与子网划分
在Internet中,为了快速确定IP地址中的网络号和主机号,以及判断两个IP地址是否属于同意网络,产生了子网掩码的概念。i王掩码是由连续的若干个二进制“1”组成的代码。子网掩码采用与IP地址相同的编址格式,子网掩码中,与相应IP地址中的网络部分对应的位权威“1”,与主机部分对应的位全为”0“.通过子网掩码可以确定IP地址的网络号和主机号
一个IP地址的子网掩码如果是默认值,说明该网络没有划分子网;如果一个IP地址的子网掩码不是默认值,说明该网络划分了子网。
ARP地址解析协议
局域网通过物理地址来确定源主机和目标主机的位置。在使用TCP/IP协议的网络时,一般是通过IP地址来确定主机位置,IP地址将物理地址隐藏起来。但是在网络实际通信时,IP地址是不能被物理网络所识别的,使用的依然是物理地址。
例如IP数据报通过以太网时,以太网不能识别32位IP地址,他们只识别48位的MAC地址。因此,需要在IP地址和主机的MAC地址之间建立映射关系。地址之间的映射称为地址机械,地址解析份额为iIP地址到物理地址的解析和从物理地址到IP地址的解析。
传输层协议
TCP/IP的传输层由TCP和UDP两个协议
TCP协议
传输控制协议(TCP)是一个面向连接的协议,提供有序可靠全双工虚电路传输服务。它通过采用认证、重传机制等方式保证数据的可靠传输,为应用程序提供完整的传输层服务。
TCP在进行通信时,发送端的TCP将长的传输划分为更小的数据单元,同时将每个数据单元组装成帧,也称为段。每个段都包括一个用来在接收后重排的序列号、确认ID号以及用于滑动窗口ARQ的窗口大小等字段。
TCP的三次握手
连接请求:TCP将索要传送的整个报文看成一个个字节组成的数据流,然后对每一个数据流编一个序号。在连接建立时,双方要商定初始序号。在连接建立时,双方要商定初始序号。TCP就将每一次所传送的报文段中的第一数据自己的序号,放在TCP首部的序号字段中。
确认:TCP的确认时对接收到的数据的最高序号表示确认,但返回的确认序号十已收到的额数据的最高序号加1,也就是说确认序号表示下次希望收到的第一个数据字节的序号。
再次确认:收到对方的确认后,向对方发送加1号数据,包括确认
应用层协议
FTP协议
FTP即文件传输协议,它是网际提供的用于访问远程机器的协议,它使用户可以再本地机与远程机之间进行有关文件的操作。FTP工作时建立两条TCP链接,分别用于传送文件和传送控制。FTP采用客户/服务器模式,它包含客户FTP和服务器FTP。
SMTP
SMTP即简单邮件传输协议,它是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则,由它来控制新建的中转方式。SMTP协议属于TCP/IP协议簇,它帮助每台计算机再发送或中专信件时找到下一个目的地。
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