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TCP/IP 分層

分層結(jié)構(gòu)如下：

1. 應用層：負責處理特定的應用程序細節(jié)。包括：Telnet （遠程登錄）、FTP （文件傳輸協(xié)議）、SMTP （簡單郵件傳輸協(xié)議）、SNTP （簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議）；
2. 傳輸層：主要功能為兩臺主機上的應用程序提供端到端的通信，通過端口號識別兩臺主機上相對應程序之間進行通信。主要包括：TCP （傳輸控制協(xié)議）、UDP （用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）；
   • TCP 協(xié)議：是一種面向連接的傳輸層協(xié)議，確保兩臺主機提供高可靠性的數(shù)據(jù)通信。它的任務是把來自應用程序的數(shù)據(jù)分成合適的小塊交給下面的網(wǎng)絡層，確認接收到數(shù)據(jù)的分組。為數(shù)據(jù)塊設置超時時鐘，一旦超過該時間就重新發(fā)送數(shù)據(jù)；
   • UDP 協(xié)議：是一種面向無連接的傳輸層協(xié)議，為應用程序發(fā)送和接收數(shù)據(jù)報，只是將數(shù)據(jù)報的分組從一臺主機發(fā)送到另一臺主機，但并不保證數(shù)據(jù)報能夠到達另一端，任何必須的可靠性都由應用程序提供。UDP 協(xié)議常用于分組數(shù)據(jù)較少或多播、廣播通信以及視頻通信等多媒體領(lǐng)域；
3. 網(wǎng)絡層：處理分組在網(wǎng)絡中的活動，例如分組的選路。主要包括：IP 協(xié)議（網(wǎng)際協(xié)議）、ICMP 協(xié)議（Internet 互聯(lián)網(wǎng)控制報文協(xié)議）、IGMP 協(xié)議（Internet 組管理協(xié)議）；
   • IP 協(xié)議：負責基于 IP 地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，不具有重發(fā)機制，是一種不可靠、無連接的傳輸協(xié)議，整個互聯(lián)網(wǎng)能夠通過把 IP 地址的作為主機標識，跨越網(wǎng)絡傳送和接收數(shù)據(jù)包；
   • ICMP 協(xié)議：是 IP 協(xié)議的附屬協(xié)議，IP 層用它來與其他主機或路由器交換錯誤報文或其他重要信息。IP 數(shù)據(jù)包在發(fā)送過程中發(fā)生異常導致無法到達目的端，則使用 ICMP 協(xié)議給發(fā)送端發(fā)送一個異常消息通知，該協(xié)議也可用來檢查網(wǎng)絡的健康狀態(tài)；
   • IGMP 協(xié)議：它用來把一個 UDP 數(shù)據(jù)報多播到多個主機；
4. 鏈路層：處理與傳輸媒介相關(guān)的物理接口細節(jié)。主要包括：操作系統(tǒng)的設備驅(qū)動程序、計算機中對應的網(wǎng)絡接口卡；

互聯(lián)網(wǎng)的地址

按 IP 地址格式分類

        互聯(lián)網(wǎng)上的每個接口必須有一個唯一的 IP 地址， IP 地址長度 32 bit,，即 4 個字節(jié)，每個 IP 地址都由 標識位、網(wǎng)絡號 和 主機號三部分組成。32 位二進制數(shù)地址通常寫成四個十進制數(shù)， 每個十進制整數(shù)對應一個字節(jié)，這就是“點分十進制表示法”。 第一個十進制整數(shù)即可區(qū)分 IP 地址類型：0 ~ 127 A類，128 ~ 191 B類，192 ~ 223 C類， 224 ~ 239 D類， 240 ~ 225 E類；下面是五類不同的 IP 地址的結(jié)構(gòu)：

A類地址：

• 十進制取值范圍 ：0.0.0.0 ~ 127.255.255.255；
• 二進制取值范圍 ：0(標識位) 0000000(網(wǎng)絡號) 00000000 00000000 00000000(主機號) ~ 0(標識位) 1111111(網(wǎng)絡號) 11111111 11111111 11111111(主機號)；

• 十進制取值范圍 ： 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255；
• 二進制取值范圍 ：10(標識位) 000000 00000000(網(wǎng)絡號) 00000000 00000000(主機號) ~ 10(標識位) 111111(網(wǎng)絡號) 11111111 11111111 11111111(主機號)；

• 十進制取值范圍 ： 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255；
• 二進制取值范圍 ：110(標識位) 00000 00000000 00000000(網(wǎng)絡號) 00000000(主機號) ~ 110(標識位) 11111 11111111 11111111(網(wǎng)絡號) 11111111(主機號)；

• 十進制取值范圍 ： 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255；
•  二進制取值范圍 ： 1110(標識位) 0000 00000000 00000000 00000000 00000000(多播組號) ~ 1110(標識位) 1111 11111111 11111111 11111111(多播組號)；

• 十進制取值范圍 ：240.0.0.0 ~ 255.255.255.255；
• 二進制取值范圍 ：11110(標識位) 000 00000000 00000000 00000000(保留位) ~ 11110(標識位) 111 11111111 11111111 11111111(保留位)；

按照目的地址分類

• 單播地址：目的端為單個主機；
• 廣播地址：目的端是給定網(wǎng)絡的所有主機；
• 多播地址：目的端是同一組的所有主機；

域名系統(tǒng)

        盡管可以通過 IP 地址識別主機上的網(wǎng)絡接口，進而訪問主機，但是我們習慣于使用便于記憶的主機名。域名系統(tǒng)（DNS）可以提供 IP 地址和主機名之間的映射信息，它是一個分布的數(shù)據(jù)庫。所以在應用程序中可以調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)實現(xiàn) IP 地址和主機名之間的轉(zhuǎn)換。

封裝

        當應用程序使用 TCP 傳輸數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)被送入到協(xié)議棧中，然后逐個通過每一層直到被當作一串比特流送入網(wǎng)絡。其中每一層都要增加一些首部信息，因為方便根據(jù)這些首部信息確認數(shù)據(jù)屬于哪一層或哪個協(xié)議，下面是應用程序使用 TCP 傳輸數(shù)據(jù)的過程：

分用

         分用： 目的主機在鏈路層接收到以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀時, 該數(shù)據(jù)就開始從協(xié)議棧中由底向上逐層上升，在每層都去掉該層的首部信息，并校驗首部信息是否正確，該過程就是分用；

        發(fā)送數(shù)據(jù)：從應用層到鏈路層逐層加數(shù)據(jù)包是封裝；接收數(shù)據(jù)：從鏈路層到應用層逐層解包是分用；

端口號

        端口號是在運輸層配合 TCP 或 UDP 協(xié)議使用的，使 TCP 或 UDP 能識別主機應用程序，脫離這兩個協(xié)議端口號將毫無用處；

數(shù)據(jù)相關(guān)概念

• 包 ：TCP / IP 協(xié)議中，每一層的數(shù)據(jù)都可以成為包；
• 幀 (以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀)：鏈路層包的單位；
• 數(shù)據(jù)包 (IP數(shù)據(jù)報)：網(wǎng)絡層以上包的單位，IP 給鏈路層的數(shù)據(jù)包稱為 IP 數(shù)據(jù)報 (IP datagram)；
• 段 (TCP 報文段) ： TCP 數(shù)據(jù)包，TCP 傳遞給 IP 的數(shù)據(jù)包成為 TCP 報文段 (TCP segment)；
• 消息： 應用層的數(shù)據(jù)包；