TCP/IP(1)——TCP/IP協議的四個層次,工作原理和三個參數

TCP/IP的四個層次


從協議分層模型方面來講,TCP/IP由四個層次組成:網絡接口層、網絡層、傳輸層、應用層。


網絡接口層:這是TCP/IP軟件的最底層,負責接收IP數據報並通過網絡發送之,或者從網絡上接收物理幀,抽出IP數據報,交給IP層。


網絡層:負責相鄰計算機之間的通信。其功能包括三方面。一、處理來自傳輸層的分組發送請求,收到請求後,將分組裝入IP數據報,填充報頭,選擇去往信宿機的路徑,然後將數據報發往適當的網絡接口。二、處理輸入數據報:首先檢查其合法性,然後進行尋徑——假如該數據報已到達信宿機,則去掉報頭,將剩下部分交給適當的傳輸協議;假如該數據報尚未到達信宿,則轉發該數據報。三、處理路徑、流控、擁塞問題。


傳輸層:提供應用程序間的通信。其功能包括:一、格式化信息流;二、提供可靠傳輸。爲實現後者,傳輸層協議規定接收端必須發回確認,並且假如分組丟失,必須重新發送。


應用層:向用戶提供一組常用的應用程序,比如電子郵件、文件傳輸訪問、遠程登錄。遠程登錄TELNTET使用TELNET協議提供在網絡其他主機上註冊的接口。TELNET會話提供了基於字符的虛擬終端。文件傳輸訪問FTP使用FTP協議來提供網絡內機器間的文件拷貝功能。



TCP/IP 的工作原理


這是我在網上看到的一個講法,感覺還挺容易理解,這可以讓我們對過程有個大概的瞭解,但其中的很多細節,還學要我們在書中自己學習掌握。

這裏採用TCP/IP協議傳送文件爲例,說明TCP/IP的工作原理,其中應用層傳輸文件採用文件傳輸協議(FTP)。工作流程如下:

**在源主機上,應用層將一串應用數據流傳送給傳輸層。

**傳輸層將應用層的數據流截成分組,並加上TCP報頭形成TCP段,送交網絡層。

**在網絡層給TCP段加上包括源、目的主機IP地址的IP報頭,生成一個IP數據包,並將IP數據包送交給鏈路層。

**鏈路層在其MAC幀的數據部分裝上IP數據包,再加上源、目的主機的MAC地址和幀頭,並根據其目的MAC地址,將MAC幀發往目的主機或IP路由器。

**在目的主機,鏈路層將MAC幀的幀頭去掉,並將IP數據包送交給網絡層。

**網絡層檢查IP報頭,如果報頭中校驗和與計算結果不一致,則丟棄該IP數據包;若校驗和與計算結果一致,則去掉IP報頭,將TCP段送交傳輸層。

**傳輸層檢查順序號,判斷是否是正確的TCP分組,然後檢查TCP報頭數據。如正確,則向源主機發確認信息;若不正確或丟包,則向源主機要求重發信息。

**在目的主機,傳輸層去掉TCP報頭,將排好順序的分組組成應用數據流送給應用程序。這樣目的主機接收到的來自源主機的字節流,就像是直接接收來自源主機的字節流一樣。



TCP/IP協議中的三個參數


TCP/IP(Transmite Control Protocol 傳輸控制協議 / Internet Protocol 網際協議)已成爲計算機網絡的一套工業標準協議。在應用TCP/IP協議的網絡環境中,爲了確定一臺主機的位置,必須爲TCP/IP協議指定三個參數,即IP地址、子網掩碼和網關地址。


***IP地址


IP地址實際上是採用IP網間網層通過上層軟件完成“統一“網絡物理地址的方法,這種方法使用統一的地址格式。在統一管理下分配給主機。Internet網上不同的主機有不同的IP地址,每個主機的IP地址都是由32比特,即4字節組成。

每個IP地址又可分爲兩部分,網絡號(net-id)表示網絡規模的大小,主機號(host-id)表示網絡中的主機地址編號。

按照網絡規模的大小,IP地址可以分爲A,B, C,D, E五類,其中A、B、C類是三種主要的類型地址,D類專供多目傳送用的多目地址,E類用於擴展備用地址。


在IP地址中,有幾種特殊含義的地址:

1、廣播地址:TCP/IP協議規定,主機號部分全爲1的IP地址用於廣播。所謂廣播地址指同時向網上所有的主機發送報文,也就是說,不管網絡特性如何,Internrt網支持廣播傳輸。如136.78.255.255就是B類地址中的一個廣播地址,你將信息送到此地址,就是將信息送給網絡號爲136.78的所有主機。

 

2、有限廣播地址 有時需要在本網內廣播,但又不知道本網的網絡號時,TCP/IP協議規定32比特全爲1的IP地址用於本網廣播,即255.255.255.255。

3、“0”地址 TCP/IP協議規定,各位全爲0的網絡號被解釋成“本網絡”。若主機試圖在本網內通信,但又不知道本網的網絡號,那麼,可以利用“0”地址。

4、回送地址 A類網絡地址的第一段十進制數值爲127是一個保留地址,如127.1.11.13用於網絡軟件測試以及本地機進程間通信。


***子網掩碼


爲了快速確定IP地址的哪部分代表網絡號,哪部分代表主機號,以及判斷兩個IP地址是否屬於同一網絡,就產生了子網掩碼的概念。

子網掩碼給出了整個IP地址的位模式,其中的1代表網絡部分,0代表IP主機號部分,應用中也採用點式十進制表示。用它來幫助確定IP地址網絡號在哪結束,主機號在哪開始。

A、B、C三類網絡的標準缺省掩碼如下:

類別

子網掩碼位模式
子網掩碼
A
11111111.00000000.00000000.00000000
255.0.0.0
B
11111111.11111111.00000000.00000000
255.255.0.0
C
11111111.11111111.11111111.00000000
255.255.255.0


如果在Internet網上進行通信的兩臺主機的IP地址分別爲192.83.192.10和192.83.192.32,那麼子網掩碼255.255.255.0分別對兩個IP地址進行與(and)運算後,得出網絡號和主機號,並且結果一致,可以判斷這兩個IP地址屬於同一個網絡。

爲了在網絡分段情況下有效地利用IP地址,可以攫取主機號的高位部分作爲子網號,從通常的八位界限中擴展子網掩碼,用來創建某類地址的更多子網。但創建更多的子網時,在每個子網上的可用主機地址數目會減少。要確定更多子網的子網掩碼,首先應確定傳輸IP信息流的網段的數目,然後再確定能夠容納網段數的最低子網掩碼數目,記住不要使用包含全0或全1的網絡地址。


***網關地址

若要使兩個完全不同的網絡(異構網)連接在一起,一般使用網關,在Internet中兩個網絡也要通過一臺稱爲網關的計算機實現互聯。這臺計算機能根據用戶通信目標計算機的IP地址,決定是否將用戶發出的信息送出本地網絡,同時,它還將外界發送給屬於本地網絡計算機的信息接收過來,它是一個網絡與另一個網絡相聯的通道。爲了使TCP/IP協議能夠尋址,該通道被賦予一個IP地址,這個IP地址稱爲網關地址。

 

 

 

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