⑴ 網路層的網路層協議
TCP/IP網路層的核心是IP協議,它是TCP/IP協議族中最主要的協議之一。IP協議非常簡單,僅僅提供不可靠、無連接的傳送服務。IP協議的主要功能有:無連接數據報傳輸、數據報路由選擇和差錯控制。與IP協議配套使用實現其功能的還有地址解析協議ARP、逆地址解析協議RARP、網際網路報文協議ICMP、網際網路組管理協議IGMP。 TCP/IP網路使用32位長度的地址以標識一台計算機和同它相連的網路,它的格式為:IP地址=網
絡地址+主機地址。IP地址是通過它的格式分類的,它有四種格式:A類、B類、C類、D類。如下所示
格式位數主機地址:A類0網路(7位)主機地址(24位)、
B類10網路(14位)主機地址(16位)、C類110網路(21位)主機地址(8位)、D類1110多路通信地址(28位)、未來的格式11110將來使用。這樣,A類地址空間為0-127,最大網路數為126,最大主機數為16,777,124;B類地址空間為128-191,最大網路數為16384,最大主機數為65,534;C類地址空間為192-223,最大網路數為2,097,152,最大主機數為254;D類地址空間為224-254。 C類地址空間分配概況。分配區域地址空間:多區域192.0.0.0~193.255.255.255、歐洲:194.0.0.0~195.255.255.255、其他:196.0.0.0~197.255.255.255、北美:197.0.0.0~199.255.255.255、中南美:200.0.0.0~201.255.255.255、太平洋地區:202.0.0.0~203.255.255.255、其他:204.0.0.0~205.255.255.255、其他:206.0.0.0~207.255.255.255。註:其中「多區域」表示執行該計劃前已經分配的地址空間;「其他」表示已指定名稱的地區之外的地理區劃。
特殊格式的IP地址:廣播地址:當網路或主機標志符欄位的每位均設置為1時,這個地址編碼標識著該數據報是一個廣播式的通信,該數據報可以被發送到網路中所有的子網和主機。例如,地址128.2.255.255意味著網路128.2上所有的主機。本網路地址:IP地址的主機標識符欄位也可全部設置為0,表示該地址作為「本主機」地址。網路標識符欄位也可全部設置為0,表示「本網路」。如,128.2.0.0表示網路地址為128.2的網路。使用網路標識符欄位全部設置為0的IP地址在一台主機不知道網路的IP地址時時是很有用的。私有的IP地址:在有些情況下,一個機構並不需要連接到Internet或另一個專有的網路上,因此,無須遵守對IP地址進行申請和登記的規定。該機構可以使用任何的地址。在RFC1597中,有些IP地址是用作私用地址的:A類地址:10.0.0.0到10.255.255.255。B類地址:172.16.0.0到172.31.255.255.255。C類地址:192.168.0.0到192.168.255.255。 ARP協議是「AddressResolutionProtocol」(地址解析協議)的縮寫。在區域網中,網路中實際傳輸的是「幀」,幀裡面是有目標主機的MAC地址的。在乙太網中,一個主機要和另一個主機進行直接通信,必須要知道目標主機的MAC地址。但這個目標MAC地址是如何獲得的呢?它就是通過地址解析協議獲得的。所謂「地址解析」就是主機在發送幀前將目標IP地址轉換成目標MAC地址的過程。ARP協議的基本功能就是通過目標設備的IP地址,查詢目標設備的MAC地址,以保證通信的順利進行。協議屬於鏈路層的協議在乙太網中的數據幀從一個主機到達網內的另一台主機是根據48位的乙太網地址(硬體地址)來確定介面的,而不是根據32位的IP地址。內核(如驅動)必須知道目的端的硬體地址才能發送數據。當然,點對點的連接是不需要ARP協議的。 ARP協議的數據結構:
以下是引用片段:
typedefstructarphdr
{
unsignedshortarp_hrd;/*硬體類型*/
unsignedshortarp_pro;/*協議類型*/
unsignedchararp_hln;/*硬體地址長度*/
unsignedchararp_pln;/*協議地址長度*/
unsignedshortarp_op;/*ARP操作類型*/
unsignedchararp_sha[6];/*發送者的硬體地址*/
unsignedlongarp_spa;/*發送者的協議地址*/
unsignedchararp_tha[6];/*目標的硬體地址*/
unsignedlongarp_tpa;/*目標的協議地址*/
}ARPHDR,*PARPHDR; 為了解釋ARP協議的作用,就必須理解數據在網路上的傳輸過程。這里舉一個簡單的PING例子。
假設我們的計算機IP地址是192.168.1.1,要執行這個命令:ping192.168.1.2.該命令會通過ICMP協議發送ICMP數據包。該過程需要經過下面的步驟:1、應用程序構造數據包,該示例是產生ICMP包,被提交給內核(網路驅動程序);2、內核檢查是否能夠轉化該IP地址為MAC地址,也就是在本地的ARP緩存中查看IP-MAC對應表;3、如果存在該IP-MAC對應關系,那麼跳到步驟9;如果不存在該IP-MAC對應關系,那麼接續下面的步驟;4、內核進行ARP廣播,目的地的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF,ARP命令類型為REQUEST(1),其中包含有自己的MAC地址;5、當192.168.1.2主機接收到該ARP請求後,就發送一個ARP的REPLY(2)命令,其中包含自己的MAC地址;6、本地獲得192.168.1.2主機的IP-MAC地址對應關系,並保存到ARP緩存中;7、內核將把IP轉化為MAC地址,然後封裝在乙太網頭結構中,再把數據發送出去;使用arp-a命令就可以查看本地的ARP緩存內容,所以,執行一個本地的PING命令後,ARP緩存就會存在一個目的IP的記錄了。當然,如果你的數據包是發送到不同網段的目的地,那麼就一定存在一條網關的IP-MAC地址對應的記錄。知道了ARP協議的作用,就能夠很清楚地知道,數據包的向外傳輸很依靠ARP協議,當然,也就是依賴ARP緩存。要知道,ARP協議的所有操作都是內核自動完成的,同其他的應用程序沒有任何關系。同時需要注意的是,ARP協議只使用於本網路。 具有本地磁碟的系統引導時,一般是從磁碟上的配置文件中讀取IP地址。但是無盤機,如X終端或無盤工作站,則需要採用其他方法來獲得IP地址。網路上的每個系統都具有唯一的硬體地址,它是由網路介面生產廠家配置的。無盤系統的RARP實現過程是從介面卡上讀取唯一的硬體地址,然後發送一份RARP請求(一幀在網路上廣播的數據),請求某個主機響應該無盤系統的IP地址(在RARP應答中)。在概念上這個過程是很簡單的,但是實現起來常常比ARP要困難。RARP的正式規范是RFC903[Finlaysonetal.1984]。 RARP的分組格:RARP分組的格式與ARP分組基本一致。它們之間主要的差別是RARP請求或應答的幀類型代碼為0x8035,而且RARP請求的操作代碼為3,應答操作代碼為4。對應於ARP,RARP請求以廣播方式傳送,而RARP應答一般是單播(unicast)傳送的。RARP伺服器的設計:雖然RARP在概念上很簡單,但是一個RARP伺服器的設計與系統相關而且比較復雜。相反,提供一個ARP伺服器很簡單,通常是TCP/IP在內核中實現的一部分。由於內核知道IP地址和硬體地址,因此當它收到一個詢問IP地址的ARP請求時,只需用相應的硬體地址來提供應答就可以了。
作為用戶進程的RARP伺服器:RARP伺服器的復雜性在於,伺服器一般要為多個主機(網路上所有的無盤系統)提供硬體地址到IP地址的映射。該映射包含在一個磁碟文件中。由於內核一般不讀取和分析磁碟文件,因此RARP伺服器的功能就由用戶進程來提供,而不是作為內核的實現的一部分。更為復雜的是,RARP請求是作為一個特殊類型的乙太網數據幀來傳送的。這說明RARP伺服器必須能夠發送和接收這種類型的乙太網數據幀。在附錄A中,我們描述了SBD分組過濾器、SUN的網路介面栓以及SVR4數據鏈路提供者介面都可用來接收這些數據幀。由於發送和接收這些數據幀與系統有關,因此RARP伺服器的實現是與系統捆綁在一起的。
每個網路有多個RARP伺服器:RARP伺服器實現的一個復雜因素是RARP請求是在硬體層上進行廣播的,這意味著它們不經過路由器進行轉發。為了讓無盤系統在RARP伺服器關機的狀態下也能引導,通常在一個網路上(例如一根電纜)要提供多個RARP伺服器。當伺服器的數目增加時(以提供冗餘備份),網路流量也隨之增加,因為每個伺服器對每個RARP請求都要發送RARP應答。發送RARP請求的無盤系統一般採用最先收到的RARP應答(對於ARP,我們從來沒有遇到這種情況,因為只有一台主機發送ARP應答)。另外,還有一種可能發生的情況是每個RARP伺服器同時應答,這樣會增加乙太網發生沖突的概率。 ICMP的作用:由於IP協議的兩個缺陷:沒有差錯控制和查詢機制,因此產生了ICMP。ICMP主要是為了提高IP數據報成功交付的機會,在IP數據報傳輸的過程中進行差錯報告和查詢,比如目的主機或網路不可到達,報文被丟棄,路由阻塞,查詢目的網路是否可以到達等等。
ICMP有兩種報文類型:差錯報告報文和詢問報文。差錯報告報文:終點不可到達(由於路由表,硬體故障,協議不可到達,埠不可達到等原因導致,這時路由器或目的主機向源站發送終點不可到達報文);源站抑制(發生擁塞,平衡IP協議沒有流量控制的缺陷);超時(環路或生存時間為0);參數問題(IP數據報首部參數有二義性);改變路由(路由錯誤或不是最佳)。詢問報文:回送請求或回答(用來測試連通性,如:PING命令);時間戳請求或回答(用來計算往返時間或同步兩者時間);地址掩碼請求或回答(得到掩碼信息);路由詢問或通告(得知網路上的路由器信息)。ICMP是網際(IP)層的協議,它作為IP層數據報的數據,加上數據報的首部,組成數據報發送出去。 應用層的PING(PacketInterNetGroper)命令用來測試兩個主機之間的連通性,PING使用了ICMP回送請求與回送回答報文,屬於ICMP詢問報文,它是應用層直接使用網路層ICMP的一個特例,它沒有通過運輸層的TCP或UDP。IP數據報首部的協議欄位:IP報文首部的協議欄位指出了此數據報是使用的何種協議,以便使目的主機的網路層能夠知道如何管理協議
網際網路組管理協議(IGMP)被IP主機用於向所有的直接相鄰的多播路由器報告它們的多播組成員關系。本文檔只描述在主機和路由器之間的確定組成員關系的IGMP應用。作為多播組成員的路由器應當還能表現為一台主機,甚至能對自己的查詢作出響應。IGMP還可以應用在路由器之間,但這種應用不在這里描述。就像ICMP一樣,IGMP作為整合在IP裡面的一部分。所有希望接收IP組播的主機都應當實現IGMP。IGMP消息被封裝在IP數據報中,IP協議號為2。本文檔所描述的所有IGMP消息在發送時TTL都為1,並在它們的IP首部中含有一個路由器警告選項。主機所關心的所有IGMP消息都具有以下格式:8位類型+8位最大響應時間+16位校驗和+32位組地址。 組播協議包括組成員管理協議和組播路由協議。組成員管理協議用於管理組播組成員的加入和離開,組播路由協議負責在路由器之間交互信息來建立組播樹。IGMP屬於前者,是組播路由器用來維護組播組成員信息的協議,運行於主機和和組播路由器之間。IGMP 信息封裝在IP報文中,其IP的協議號為2。
若一個主機想要接收發送到一個特定組的組播數據包,它需要監聽發往那個特定組的所有數據包。為解決Internet上組播數據包的路徑選擇,主機需通過通知其子網上的組播路由器來加入或離開一個組,組播中採用IGMP來完成這一任務。這樣,組播路由器就可以知道網路上組播組的成員,並由此決定是否向它們的網路轉發組播數據包。當一個組播路由器收到一個組播分組時,它檢查數據包的組播目的地址,僅當介面上有那個組的成員時才向其轉發。
IGMP提供了在轉發組播數據包到目的地的最後階段所需的信息,實現如下雙向的功能: 主機通過IGMP通知路由器希望接收或離開某個特定組播組的信息。 路由器通過IGMP周期性地查詢區域網內的組播組成員是否處於活動狀態,實現所連網段組成員關系的收集與維護。 IGMP共有三個版本,即IGMP v1、v2 和 v3。
⑵ 網路層是無連接的 無連接和有連接的都是哪些, 有什麼不同~ ip
網路層是無連接的
傳輸層的 tcp 是有連接的 udp是無連接的
面向連接的 就是在傳輸之前,先事先建立起一條路徑,然後傳輸就按照這個路徑走。
無連接的就是 傳輸的時候 選路徑是不確定的。 無連接的,很有可能發生數據報的丟失。
⑶ 面向連接和無連接服務的無連接
無面向連接(connectionless),是基於郵政系統模型的,不要求發送方和接收方之間的會話連接。發送方只是簡單地開始向目的地發送數據分組(稱為數據報)。這與現在風行的手機簡訊非常相似:你在發簡訊的時候,只需要輸入對方手機號就OK了。此業務不如面向連接的方法可靠,但對於周期性的突發傳輸很有用。系統不必為它們發送傳輸到其中和從其中接收傳輸的系統保留狀態信息。無連接網路提供最小的服務,僅僅是連接。無連接服務的優點是通信比較迅速,使用靈活方便,連接開銷小;但可靠性低,不能防止報文的丟失,重復或失序. 適合於傳送少量零星的報文。
根據安裝好的物理連接和進行通信的系統要求的服務,可以在協議棧的數據鏈路層和/或傳輸層實現這些方法。TCP(傳輸控制協議)是面向連接的傳輸協議,而UDP(用戶數據報協議)是無連接網路協議。二者都通過IP操作。
物理層、數據鏈路層和網路層協議己被用來實現有保證的數據傳遞。例如,X.25數據分組交換網路執行廣泛的錯誤檢查和數據分組確認,因為最初是在質量很差的電話網上實現這些服務的。現今,網路更可靠了。人們通常認為,基礎網路應該盡量做到最好,即盡可能快地傳遞數據位。因此,端系統(而不是網路)現在主要在傳輸層處理面向連接的服務。這樣,就可以優化較低層的網路的速度。
LAN被作為無連接系統使用。連接到網路的計算機一旦可以接入網路,它就開始傳輸幀。它不需要提前與目的系統建立連接。然而,傳輸級的協議,如TCP,會在必要時建立面向連接的會話。
網際網路是一個巨大的無連接數據分組網路,其中所有的數據分組傳遞都通過IP處理。然而,TCP在IF,的頂層添加面向連接的服務。TCP提供全部的高級面向連接的會話功能,以確保適當地傳遞數據。MPLS是用於IP網路的相對較新的面向連接的連網方案,它通過路由或兩層網路建立快速標記交換路徑。
使用面向連接模型的WAN業務是幀中繼。該服務提供商按照客戶的要求或請求,建立通過網路的PVC(永久虛電路)。ATM是另一種使用面向連接的虛電路方法的連網技術。
⑷ 計算機網路應用層和傳輸層及網路層協議有哪些
應用層協議:
1、遠程登錄協議(Telnet)
2、文件傳輸協議(FTP)
3、超文本傳輸協議(HTTP)
4、域名服務協議(DNS)
5、簡單郵件傳輸協議(SMTP)
6、郵局協議(POP3)
其中,從網路上下載文件時使用的是FTP協議,上網游覽網頁時使用的是HTTP協議;在網路上訪問一台主機時,通常不直接輸入IP地址,而是輸入域名,用的是DNS服務協議,它會將域名解析為IP地址;通過FoxMail發送電子郵件時,使用SMTP協議,接收電子郵件時就使用POP3協議。
傳輸層協議:
1、傳輸控制協議TCP
2、用戶數據報協議UDP
TCP協議:面向連接的可靠傳輸協議。利用TCP進行通信時,首先要通過三步握手,以建立通信雙方的連接。TCP提供了數據的確認和數據重傳的機制,保證發送的數據一定能到達通信的對方。
UDP協議:是無連接的,不可靠的傳輸協議。採用UDP進行通信時不用建立連接,可以直接向一個IP地址發送數據,但是不能保證對方是否能收到。
網路層協議:
1、網際協議IP、Internet互聯網控制報文協議ICMP、Internet組織管理協議IGMP、地址解析協議ARP。
⑸ 在TCP/IP協議簇中,( )協議屬於網路層的無連接協議。 A、IP B、SMTP C、SNMP D、TCP
A
解釋:IP為網路層協議,無連接。TCP為傳輸層協議,面向連接可靠。SNMP,SMTP均為應用層協議。
註明:TCP/IP:
網路層:
IP,ICMP
傳輸層:TCP
,UDP
應用層:Telnet,FTP,SMTP,SNMP等
⑹ 無連接網路協議的協議結構
CLNP中PDU結構如下:
CLNPPDU頭結構如下:
816243235405672bit
.LengthChecksum
NLPID―網路層協議標識符。當該欄位設置為二進制值10000001時,用以識別網路層協議中支持無連接模式網路服務的ISO8473協議。當該欄位設置為二進制值00000000時,用以識別互動式網路層子協議。
LengthID―長度指示器表示頭大小(octet)。
Version―Version/ProtocolIDExtension識別標准ISO8473版本。
Lifetime―PDULifetime表示PDU的剩餘生存時間,以500毫秒為單元。
Flags―三個標記:許可分割(SegmentationPermitted)、更多分段(MoreSegments)、差錯報告(ErrorReport)。
Type―Type代碼欄位用以標識協議數據單元類型,可能為:數據PDU或差錯報告PDU。
Seg.Length―SegmentLength欄位用以規定整個PDU長度(octet),包括頭和數據部分。
Checksum―Checksum欄位用以計算整個PDU頭部分。
AddressPart―包括目標地址和源地址等信息,可變長,定義在OSI8348/AD2中。
SegmentationPart―如果PDU固定頭部分的egmentationPermittedFlag欄位值為1,那麼頭結構中必須包括SegmentationPart;如果SegmentationPermittedFlag值為0,那麼說明當前沒有使用分割子協議。
OptionPart―OptionsPart欄位用以傳送可選參數。
DataPart―PDU中的DataPart欄位是一組規則的八位位組。
相關協議:IS-IS、CLNP、IDRP、CONP、ES-IS、ISO-TP
組織來源:CLNP定義在ISO文檔8473和ITU文檔X.213及X.233中。
⑺ 無連接網路協議的介紹
無連接網路協議 Connectionless Network Protocol ,CLNP相當於TCP/IP協議環境中的網際網路協議(IP),它們的主要區別是地址的長短不同。CLNP的地址長度是20位元組,而IP的是4位元組(32位)。所以CLNP被考慮用於Internet網上,以解決地址不夠的問題。CLNP位於OSI協議棧的網路層,顧名思義,它在OSI網路上提供無連接的數據報服務。
⑻ 什麼是 CLNP
CLNP (ConnectionLess Network Protocol) 的意思是: 無連接網路協議。CLNP相當於開放系統互連(OSI)網際網路協議(IP),它們的主要區別是地址的長短不同。CLNP位於OSI協議棧的網路層,顧名思義,它在OSI網路上提供無連接的數據報服務
⑼ 無連接網路協議的應用領域
CLNP Connectionless Network ProtocolCLNP
CLNP(ConnectionLessNetworkProtocol)無連接網路協議,是一種ISO網路層數據報協議,它工作在開放式系統互連參考模型(ISO7498)的網路層中。CLNP與TCP/IP環境下的IP相類似,用來向傳輸層提供服務。因此,CLNP又稱之為ISO-IP。網路層中的另一個OSI協議是面向連接網路協議(CONP),主要提供網路層面向連接服務。 CLNP可以用於終端系統的網路實體之間或網路層中繼系統(NetworkLayerrelaysystems)中。CLNP主要提供無連接網路服務。CLNP的目標是用於充當子網獨立收斂協議(SNICP)的角色,其功能為在定義的一組底層服務上建立OSI網路服務,並支持一組相同或不同的互連子網上的OSI無連接模式網路服務的統一性。當子網獨立收斂協議和/或子網訪問協議沒有提供在一個NSAP到另一個NSAP的全部或部分路徑上支持無連接網路服務所需的功能時,CLNP可以用來進行調整。除SNICP之外,CLNP還可以實現其它協議的功能,也因此它也適用於其它子網互連方式下的環境。
CLNP使用NSAP地址和標題來識別網路設備,其中源地址和目標地址參數是網路服務訪問點地址(NSAP地址),網路實體標題作為終端系統或中間系統(intermediatesystem)中的網路實體的標識符。網路實體標題與NSAP地址被分配在同一名稱空間。至於地址到底是NSAP地址,還是網路實體標題,這取決於地址的解析環境。
CLNP具有與IP相同大小的最大數據報大小,並且當數據報需要穿過最大數據報值小於CLNP的網路時,CLNP提供了分組(fragmentation)機制(數據單元識別、分組/總長和偏移)。就象IP一樣,CLNP協議頭的校驗和(checksum)提供了一種認證,該認證用於處理CLNP數據報是否已正確傳輸,以及提供了生命周期(TimetoLive)控制機制,該機制限制了數據報停留在在英特網系統中的時間。
⑽ TCP/IP網路體系結構中,各層內分別有什麼協議,每一種協議的作用是什麼
一、TCP/IP網路體系結構中,常見的介面層協議有:
Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame relay、HDLC、PPP ATM等。
1.網路層
網路層包括:IP(Internet Protocol)協議、ICMP(Internet Control Message Protocol) 、控制報文協議、ARP(Address Resolution Protocol)地址轉換協議、RARP(Reverse ARP)反向地址轉換協議。
2.傳輸層
傳輸層協議主要是:傳輸控制協議TCP(Transmission Control Protocol)和用戶數據報協議UDP(User Datagram protocol)。
3.應用層
應用層協議主要包括如下幾個:FTP、TELNET、DNS、SMTP、RIP、NFS、HTTP。
二、TCP/IP網路體系結構中,每一種協議的作用有:
TCP/IP協議不依賴於任何特定的計算機硬體或操作系統,提供開放的協議標准,即使不考慮Internet,TCP/IP協議也獲得了廣泛的支持。所以TCP/IP協議成為一種聯合各種硬體和軟體的實用系統。
2.TCP/IP協議並不依賴於特定的網路傳輸硬體,所以TCP/IP協議能夠集成各種各樣的網路。用戶能夠使用乙太網(Ethernet)、令牌環網(Token Ring Network)、撥號線路(Dial-up line)、X.25網以及所有的網路傳輸硬體。
3.統一的網路地址分配方案,使得整個TCP/IP設備在網中都具有惟一的地址
4.標准化的高層協議,可以提供多種可靠的用戶服務。