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ip协议解决网络中的哪个问题

发布时间:2024-10-28 18:03:07

A. tcp/ip协议的作用是什么

TCP/IP 是因特网的通信协议,TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的简写,中译名为传输控制协议/因特网互联协议,又名网络通讯协议,是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础,由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。

TCP/IP协议,是一个网络通信模型,以及一整个网络传输协议家族,为互联网的基础通信架构。协议的作用就是,相互通信的计算机之间需要遵循的约定。

TCP/IP提供点对点的链接机制,将数据应该如何封装、寻址、传输、路由以及在目的地如何接收,都加以标准化。简单的说,TCP/IP定义了全世界的计算机之间通信,传输数据的规则。TCP/IP通信模型分为4层,应用层,传输层,网络互联层,网络接口层。

(1)ip协议解决网络中的哪个问题扩展阅读:

tcp/ip协议家族的两个核心协议:TCP(传输控制协议)和IP(网际协议)。

一、TCP协议全称:传输控制协议,英文:Transmission Control Protocol,是基于节字流的传输层通信协议,它完成传输层所指定的功能。

TCP层是位于网络层(IP层)之上,应用层之下的中间层。不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接,但是IP层完成不了。那么TCP是工作过程如下:

1、首先应用层向TCP层发送用于网间传输的数据流;

2、然后TCP把数据流分区成适当长度的报文段;

3、最后TCP把结果包传给IP层,由IP层来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。

为了不发生丢包,TCP会给每一个包一个序号,一方面按序号传输,同时在TCP实体成功收到包之后还会给一个“回执”。这样提高了传输的可靠性。

二、IP协议,全称:网际协议或者互联网协议,英文:Internet Protocol。IP是在TCP/IP协议族中网络层的主要协议(TCP协议是完成传输层的功能),任务是仅仅根据源主机和目的主机的地址传送数据。

为此目的,IP定义了寻址方法和数据报的封装结构。经常听到的,IPv4,IPv6就是常见的IP协议。 IP协议只关心如何使得数据能够跨越本地网络边界的问题,而不关心使用传输媒体的类型和数据传输的方式。

参考资料来源:网络——TCP/IP协议

B. 网络通信

我们要理解网络中进程如何通信,得解决两个问题:
a、我们要如何标识一台主机,即怎样确定我们将要通信的进程是在那一台主机上运行。
b、我们要如何标识唯一进程,本地通过pid标识,网络中应该怎样标识?
解决办法:
a、TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题,网络层的“ip地址”可以唯一标识网络中的主机
b、传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用程序(进程),因此,我们利用三元组(ip地址,协议,端口)就可以标识网络的进程了,网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互

以UDP传输为例:

1、物理层:
解决两个硬件之间怎么通信的问题,常见的物理媒介有光纤、电缆、中继器等。它主要定义物理设备标准,如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。

它的主要作用是传输比特流(就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后在转化为1、0,也就是我们常说的数模转换与模数转换)。这一层的数据叫做比特。

2、数据链路层:
计算机网络中由于各种干扰的存在,物理链路是不可靠的。该层的主要功能就是:通过各种控制协议,将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。

它的具体工作是接收来自物理层的位流形式的数据,并封装成帧,传送到上一层;同样,也将来自上层的数据帧,拆装为位流形式的数据转发到物理层。这一层的数据叫做帧。

3、网络层:
计算机网络中如果有多台计算机,怎么找到要发的那台?如果中间有多个节点,怎么选择路径?这就是路由要做的事。

该层的主要任务就是:通过路由选择算法,为报文(该层的数据单位,由上一层数据打包而来)通过通信子网选择最适当的路径。这一层定义的是IP地址,通过IP地址寻址,所以产生了IP协议。

4、传输层:
当发送大量数据时,很可能会出现丢包的情况,另一台电脑要告诉是否完整接收到全部的包。如果缺了,就告诉丢了哪些包,然后再发一次,直至全部接收为止。

简单来说,传输层的主要功能就是:监控数据传输服务的质量,保证报文的正确传输。

5、会话层:
虽然已经可以实现给正确的计算机,发送正确的封装过后的信息了。但我们总不可能每次都要调用传输层协议去打包,然后再调用IP协议去找路由,所以我们要建立一个自动收发包,自动寻址的功能。于是会话层出现了:它的作用就是建立和管理应用程序之间的通信。

6、表示层:
表示层负责数据格式的转换,将应用处理的信息转换为适合网络传输的格式,或者将来自下一层的数据转换为上层能处理的格式。

7、应用层:
应用层是计算机用户,以及各种应用程序和网络之间的接口,其功能是直接向用户提供服务,完成用户希望在网络上完成的各种工作。前端同学对应用层肯定是最熟悉的。

应用层(应用,表示,会话):TFTP,HTTP,SNMP,FTP,SMTP,DNS,Telnet 等等
传输层:TCP,UDP
网络层:IP,ICMP,OSPF,EIGRP,IGMP
数据链路层:SLIP,CSLIP,PPP,MTU
重要的 协议族介绍:

IP 定义了 TCP/IP 的地址,寻址方法,以及路由规则。现在广泛使用的 IP 协议有 IPv4 和 IPv6 两种:IPv4 使用 32 位二进制整数做地址,一般使用点分十进制方式表示,比如 192.168.0.1。
IP 地址由两部分组成,即网络号和主机号。故一个完整的 IPv4 地址往往表示 为 192.168.0.1/24 或192.168.0.1/255.255.255.0 这种形式。
IPv6 是为了解决 IPv4 地址耗尽和其它一些问题而研发的最新版本的 IP。使用 128 位 整数表示地址,通常使用冒号分隔的十六进制来表示,并且可以省略其中一串连续的 0,如:fe80::200:1ff:fe00:1。
目前使用并不多!

http协议对应于应用层,tcp协议对应于传输层,ip协议对应于网络层。
TPC/IP【TCP(传输控制协议)和IP(网际协议)】,主要解决数据如何在网络中传输,而HTTP是应用层协议,主要解决如何包装数据。关于TCP/IP和HTTP协议的关系,网络有一段比较容易理解的介绍:“我们在传输数据时,可以只使用(传输层)TCP/IP协议,但是那样的话,如果没有应用层,便无法识别数据内容,如果想要使传输的数据有意义,则必须使用到应用层协议,应用层协议有很多,比如HTTP、FTP、TELNET等,也可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP协议作应用层协议,以封装HTTP 文本信息,然后使用TCP/IP做传输层协议将它发到网络上。”
术语TCP/IP代表传输控制协议/网际协议,指的是一系列协议。“IP”代表网际协议,TCP和UDP使用该协议从一个网络传送数据包到另一个网络。把IP想象成一种高速公路,它允许其它协议在上面行驶并找到到其它电脑的出口。TCP和UDP是高速公路上的“卡车”,它们携带的货物就是像HTTP,文件传输协议FTP这样的协议等。
你应该能理解,TCP和UDP是FTP,HTTP和SMTP之类使用的传输层协议。虽然TCP和UDP都是用来传输其他协议的,它们却有一个显着的不同:TCP提供有保证的数据传输,而UDP不提供。这意味着TCP有一个特殊的机制来确保数据安全的不出错的从一个端点传到另一个端点,而UDP不提供任何这样的保证。

URL的全称是Uniform Resource Locator(统一资源定位符)
通过1个URL,能找到互联网上唯一的1个资源。
URL就是资源的地址、位置,互联网上的每个资源都有一个唯一的URL。

URL的基本格式 =协议://主机地址/路径
协议:不同的协议,代表着不同的资源查找方式、资源传输方式
主机地址:存放资源的主机(服务器)的IP地址(域名)
资源在主机(服务器)中的具体位置

1、HTTP协议的几个重要概念
1.连接(Connection):一个传输层的实际环流,它是建立在两个相互通讯的应用程序之间。
2.消息(Message):HTTP通讯的基本单位,包括一个结构化的八元组序列并通过连接传输。
3.请求(Request):一个从客户端到服务器的请求信息包括应用于资源的方法、资源的标识符和协议的版本号
4.响应(Response):一个从服务器返回的信息包括HTTP协议的版本号、请求的状态(例如“成功”或“没找到”)和文档的MIME类型。
5.资源(Resource):由URI标识的网络数据对象或服务。
6.实体(Entity):数据资源或来自服务资源的回映的一种特殊表示方法,它可能被包围在一个请求或响应信息中。一个实体包括实体头信息和实体的本身内容。
7.客户机(Client):一个为发送请求目的而建立连接的应用程序。
8.用户代理(Useragent):初始化一个请求的客户机。它们是浏览器、编辑器或其它用户工具。
9.服务器(Server):一个接受连接并对请求返回信息的应用程序。
10.源服务器(Originserver):是一个给定资源可以在其上驻留或被创建的服务器。
11.代理(Proxy):一个中间程序,它可以充当一个服务器,也可以充当一个客户机,为其它客户机建立请求。请求是通过可能的翻译在内部或经过传递到其它的服务器中。一个代理在发送请求信息之前,必须解释并且如果可能重写它。
代理经常作为通过防火墙的客户机端的门户,代理还可以作为一个帮助应用来通过协议处理没有被用户代理完成的请求。
12.网关(Gateway):一个作为其它服务器中间媒介的服务器。与代理不同的是,网关接受请求就好象对被请求的资源来说它就是源服务器;发出请求的客户机并没有意识到它在同网关打交道。
网关经常作为通过防火墙的服务器端的门户,网关还可以作为一个协议翻译器以便存取那些存储在非HTTP系统中的资源。
13.通道(Tunnel):是作为两个连接中继的中介程序。一旦激活,通道便被认为不属于HTTP通讯,尽管通道可能是被一个HTTP请求初始化的。当被中继的连接两端关闭时,通道便消失。当一个门户(Portal)必须存在或中介(Intermediary)不能解释中继的通讯时通道被经常使用。
14.缓存(Cache):反应信息的局域存储。

TCP(Transmission Control Protocol) 传输控制协议。TCP是主机对主机层的传输控制协议,提供可靠的连接服务,采用三次握确认建立一个连接。位码即tcp标志位,有6种 标示:SYN(synchronous建立联机) ACK(acknowledgement 确认) PSH(push传送) FIN(finish结束) RST(reset重置) URG(urgent紧急)Sequence number(顺序号码) Acknowledge number(确认号码)。

手机能够使用联网功能是因为手机底层实现了TCP/IP协议,可以使手机终端通过无线网络建立TCP连接。TCP协议可以对上层网络提供接口,使上层网络数据的传输建立在“无差别”的网络之上。建立起一个TCP连接需要经过“三次握手”:

第一次握手:客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认;

第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态;

第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手。握手完成后,两台主机开始传输数据了。

为什么要三次握手?

如果只有一次握手,Client不能确定与Server的单向连接,更加不能确定Server与Client的单向连接;
如果只有两次握手,Client确定与Server的单向连接,但是Server不能确定与Client的单向连接;
只有三次握手,Client与Server才能相互确认双向连接,实现双工数据传输。

握手过程中传送的包里不包含数据,三次握手完毕后,客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下,TCP连接一旦建立,在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前,TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求,断开过程需要经过“四次挥手”。

第一次挥手:
Client发送一个FIN,用来关闭Client到Server的数据传送,Client进入FIN_WAIT_1状态。
第二次挥手:
Server收到FIN后,发送一个ACK给Client,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号),Server进入CLOSE_WAIT状态。
第三次挥手:
Server发送一个FIN,用来关闭Server到Client的数据传送,Server进入LAST_ACK状态。
第四次挥手:
Client收到FIN后,Client进入TIME_WAIT状态,接着发送一个ACK给Server,确认序号为收到序号+1,Server进入CLOSED状态,完成四次挥手。

为什么要四次挥手?

“三次握手”的第二次握手发送SYN+ACK回应第一次握手的SYN,但是“四次挥手”的第二次挥手只能发送ACK回应第一次挥手的FIN,因为此时Server可能还有数据传输给Client,所以Server传输数据完成后才能发起第三次挥手发送FIN给Client,等待Client的第四次挥手ACK。

http是超文本传输协议,信息是明文传输,https 则是具有安全性的ssl加密传输协议。HTTPS其实是有两部分组成:HTTP +SSL/ TLS,也就是在HTTP上又加了一层处理加密信息的模块。采用HTTPS协议的服务器必须要有一套数字证书,可以自己制作,也可以向组织申请。区别就是自己颁发的证书需要客户端验证通过,才可以继续访问,而使用受信任的公司申请的证书则不会弹出提示页面(startssl就是个不错的选择,有1年的免费服务)。这套证书其实就是一对公钥和私钥。SSL介于应用层和TCP层之间。应用层数据不再直接传递给传输层,而是传递给SSL层,SSL层对从应用层收到的数据进行加密,并增加自己的SSL头。

1.怎么解决tcp拆包和黏包的问题
粘包、拆包发生原因
发生TCP粘包或拆包有很多原因,现列出常见的几点,可能不全面,欢迎补充,
1、要发送的数据大于TCP发送缓冲区剩余空间大小,将会发生拆包。
2、待发送数据大于MSS(最大报文长度),TCP在传输前将进行拆包。
3、要发送的数据小于TCP发送缓冲区的大小,TCP将多次写入缓冲区的数据一次发送出去,将会发生粘包。
4、接收数据端的应用层没有及时读取接收缓冲区中的数据,将发生粘包。
等等。

粘包、拆包解决办法
解决问题的关键在于如何给每个数据包添加边界信息,常用的方法有如下几个:

1、发送端给每个数据包添加包首部,首部中应该至少包含数据包的长度,这样接收端在接收到数据后,通过读取包首部的长度字段,便知道每一个数据包的实际长度了。
2、发送端将每个数据包封装为固定长度(不够的可以通过补0填充),这样接收端每次从接收缓冲区中读取固定长度的数据就自然而然的把每个数据包拆分开来。
3、可以在数据包之间设置边界,如添加特殊符号,这样,接收端通过这个边界就可以将不同的数据包拆分开。
等等。

2.upd丢包
1、接收端处理时间过长导致丢包:调用recv方法接收端收到数据后,处理数据花了一些时间,处理完后再次调用recv方法,在这二次调用间隔里,发过来的包可能丢失。对于这种情况可以修改接收端,将包接收后存入一个缓冲区,然后迅速返回继续recv。

2、发送的包巨大丢包:虽然send方法会帮你做大包切割成小包发送的事情,但包太大也不行。例如超过50K的一个udp包,不切割直接通过send方法发送也会导致这个包丢失。这种情况需要切割成小包再逐个send。

3、发送的包较大,超过接受者缓存导致丢包:包超过mtu size数倍,几个大的udp包可能会超过接收者的缓冲,导致丢包。这种情况可以设置socket接收缓冲。以前遇到过这种问题,我把接收缓冲设置成64K就解决了。

int nRecvBuf=32*1024;//设置为32K

setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,(const char*)&nRecvBuf,sizeof(int));

4、发送的包频率太快:虽然每个包的大小都小于mtu size 但是频率太快,例如40多个mut size的包连续发送中间不sleep,也有可能导致丢包。这种情况也有时可以通过设置socket接收缓冲解决,但有时解决不了。所以在发送频率过快的时候还是考虑sleep一下吧。

5、局域网内不丢包,公网上丢包。这个问题我也是通过切割小包并sleep发送解决的。如果流量太大,这个办法也不灵了。总之udp丢包总是会有的,如果出现了用我的方法解决不了,还有这个几个方法: 要么减小流量,要么换tcp协议传输,要么做丢包重传的工作。

一个是客户端发送过快,网络状况不好或者超过服务器接收速度,就会丢包。

第二个原因是服务器收到包后,还要进行一些处理,而这段时间客户端发送的包没有去收,造成丢包。

那么需要做的是

客户端降低发送速度,可以等待回包,或者加一些延迟。服务器部分单独开一个线程,去接收UDP数据,存放在一个缓冲区中,又另外的线程去处理收到的数据,尽量减少因为处理数据延时造成的丢包。

有两种方法解决UDP 丢包的问题:

方法一:重新设计一下协议,增加接收确认超时重发。(推荐)

方法二:在接收方,将通信和处理分开,增加个应用缓冲区;如果有需要增加接收socket的系统缓冲区。(本方法不能从根本解决问题,只能改善)

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http://blog.sina.com.cn/s/blog_d2bb5eff0102wbq2.html

C. 计算机网络协议有哪些,具体作用什么

目前网络协议有许多种,但是最基本的协议是TCP/IP协议,许多协议都是它的子协议。下面我们就对TCP/IP协议作一下简单介绍。

1 TCP/IP协议基础

TCP/IP协议包括两个子协议:一个是TCP协议(Transmission Control Protocol,传输控制协议),另一个是IP协议(Internet Protocol,互联网协议),它起源于20世纪60年代末。

在TCP/IP协议中,TCP协议和IP协议各有分工。TCP协议是IP协议的高层协议,TCP在IP之上提供了一个可靠的,连接方式的协议。TCP协议能保证数据包的传输以及正确的传输顺序,并且它可以确认包头和包内数据的准确性。如果在传输期间出现丢包或错包的情况,TCP负责重新传输出错的包,这样的可靠性使得TCP/IP协议在会话式传输中得到充分应用。IP协议为TCP/IP协议集中的其它所有协议提供“包传输”功能,IP协议为计算机上的数据提供一个最有效的无连接传输系统,也就是说IP包不能保证到达目的地,接收方也不能保证按顺序收到IP包,它仅能确认IP包头的完整性。最终确认包是否到达目的地,还要依靠TCP协议,因为TCP协议是有连接服务。

在计算机服务中如果按连接方式来分的话,可分为“有连接服务”和“无连接服务”两种。“有连接服务”必须先建立连接才能提供相应服务,而“无连接服务”则不需先建立连接。TCP协议是一种典型的有连接协议,而UDP协议则是典型的无连接服务。

TCP/IP协议所包括的协议和工具

TCP/IP协议是一组网络协议的集合,它主要包括以下几方面的协议和工具。

·TCP/IP协议核心协议

这些核心协议除了自身外,还包括用户数据报协议(UDP协议)、地址代理协议(ARP协议)以及网间控制协议(ICMP协议)。这组协议提供了一系列计算机互连和网络互连的标准协议。

·应用接口协议

这类协议主要包括Windows套接字(Socket,用于开发网络应用程序)、远程调用、NetBIOS协议(用于建立逻辑名和网络上的会话)和网络动态数据交换(Network,用于通过网络共享嵌入在文本中的信息)。

·基本的TCP/IP协议互连应用协议

主要包括finger、ftp、rep、rsh、telnet、tftp等协议。这些工具协议使得Windows系统用户使用非Microsoft系统计算机上(如UNIX系统计算机)的资源成为可能。

·TCP/IP协议诊断工具

这些工具包括arp、hostname、ipconfig、nbstat、netstat、ping和route,它们可用来检测并恢复TCP/IP协议网络故障。

·有关服务和管理工具

这些服务和管理工具包括FTP服务器服务(用于在两个远程计算机之间传输文件,这是远程控制通信中的关键功能)、网际命名服务WINS(用于在一个网际上动态记录和询问计算机的名字)、动态计算机配置协议DHCP(用于在Windows NT计算机上自动配置TCP/IP协议)以及TCP/IP协议打印(主要用于远程打印和网络打印)。

·简单网络管理协议代理(SNMP)

这个工具允许通过使用管理工具(如“Sun Net Manages” 或“HP Open View”),从远程管理Windows NT计算机。

(2)TCP/IP的主要协议简述

为了使读者能全面了解一些基本的网络通信协议和服务,本节就对TCP/IP协议所包括的几种主要协议进行简要说明。

·远程登录协议(Telnet)

Telnet协议是用来登录到远程计算机上,并进行信息访问,通过它可以访问所有的数据库、联机游戏、对话服务以及电子公告牌,如同与被访问的计算机在同一房间中工作一样,但只能进行些字符类操作和会话。

·文件传输协议(Ftp)

这是文件传输的基本协议,有了FTP协议就可以把的文件进行上传,也可从网上得到许多应用程序和信息(下载),有许多软件站点就是通过FTP协议来为用户提供下载任务的,俗称“FTP服务器”。最初的FTP程序是工作在UNIX系统下的,而目前的许多FTP程序是工作在Windows系统下的。FTP程序除了完成文件的传送之外,还允许用户建立与远程计算机的连接,登录到远程计算机上,并可在远程计算机上的目录间移动。

·电子邮件服务(Email)

电子邮件服务是目前最常见、应用最广泛的一种到联网服务。通过电子邮件,可以与Internet上的任何人交换信息。电子邮件的快速、高效、方便以及价廉,越来越得到了广泛的应用,目前只要是上过网的网民就肯定用过电子邮件这种服务。目前,全球平均每天约有几千万份电子邮件在网上传输。

·WWW服务

WWW服务(3W服务)也是目前应用最广的一种基本互联网应用,我们每天上网都要用到这种服务。通过WWW服务,只要用鼠标进行本地操作,就可以到达世界上的任何地方。由于WWW服务使用的是超文本链接(HTML),所以可以很方便的从一个信息页转换到另一个信息页。它不仅能查看文字,还可以欣赏图片、音乐、动画。最流行的WWW服务的程序就是微软的IE浏览器。

·简单邮件传输协议(SMTP)

SMTP是TCP/IP协议族的一个成员,这种协议认为你的计算机是永久连接在Internet上的,而且认为你在网络上的计算机在任何时候是可以被访问的。它适用于永久连接在Internet的计算机,但无法使用通过SLIP/PPP协议连接的用户接收电子邮件。解决这个问题的办法是在邮件计算机上同时运行SMTP和POP协议的程序,SMTP负责邮件的发送和在邮件计算机上的分拣和存储,POP协议负责将邮件通过SLIP/PPP协议连接传送到用户计算机上。

·信息服务(Gopher)

Gopher最早出现在1991年,它是第一个操作简便、使用广泛的从Internet服务器上获取信息的客户应用程序。除了操作简便外,它的另一个特点是速度快。Gopher运行时,将显示一个交互式的供用户选择的菜单,菜单中的选项由简单的短句组成,每个短句通常指向另一个菜单,并最终指向有用的文件。Gopher是帮助用户在Internet信息海洋中搜索有用信息的导航器。用户只要关心浏览的内容,而不必关心具体的服务器。

·文件检索服务(Archie)

它是一个从整个Internet上匿名FTP服务器获取文件的服务。其完全依赖于匿名FTP系统的管理员,他们将站点在全世界的Archie服务器进行了注册,Archie仅通过文件名进行检索。
2 IP协议

目前正在使用的IP协议是第4版的,称之为“IPv4”,新版本的IP协议正在完善过程中,它就是经常可以在各大IT媒体中见到的IPv6。IPv6所要解决的主要是IPv4协议中IP地址远远不够的现象。IPv4所采用的是32位,而IPv6则是128位,是原来的4倍。IPv6所提供的IP地址数已可算是天文数字了,据专家们分析,这个数字的IP地址可以使全球的每一个人都可拥有10以上的IP地址,这么多的IP地址相信再也不会出现IPv4那样除了美国外,各国都出现IP地址短缺现象,为将来实现移动上网打下了坚实的基础。但这属于较新技术,在此就不作详细介绍,本文仍以目前主流的IPv4协议为基础进行介绍。

IP协议的功能是把数据报在互联的网络上传送,通过将数据报在一个个IP协议模块间传送,直到目的模块。网络中每个计算机和网关上都有IP协议模块。数据报在一个个模块间通过路由处理网络地址传送到目的地址,因此搜寻网络地址对于IP协议十分重要的功能。另外,因为各个网络上的数据报大小可能不同,所以数据报的分段也是IP协议的不可或缺的功能,不然对于一些网络带宽较窄的网络,大的数据报就无法正确传输了。下面主要介绍我们初级学者所关心的现行方面问题。

(1)IP地址

在计算机寻址中经常会遇到“名字”、“地址”和“路由”这三个术语,它们之间是有较大区别的。名字是要找的,就像的人名一样;而地址是用来指出这个名字在什么地方,就像人的住址一样;路由是解决如何到达目的地址的问题,就像已经知道了某个人住在什么地方,现在要考虑走什么路线、采用什么交通工具到达目的地方最为简便。

这里所介绍的IP协议主要是解决地址的问题。名字和地址进行解析的工作是由其上层协议--TCP协议完成。IP协议模块将地址和本地网络地址加以映射(就像写信一样,IP协议只负责把收、发信人的地址写上,把信投进邮箱就可不管了),而将本地网络地址和路由进行映射则是低层协议(如路由协议)的任务,所以说IP协议是一个无连接的服务。

IP协议要寻找的“地址”是32位长(4个分段的16进制组成),由网络号(网络ID)和主机号(主机ID)两部分构成,按照IP协议规定因特网上的地址共有A、B、C、D、E五类.

按照IP协议规定因特网上的地址共有A、B、C、D、E五类·A类IP地址:用前面8位来标识网络号,其中规定最前面一位为“0”,24位标识主机地址,即A类地址的第一段取值(也即网络号)可以是“00000001 ̄01111111”之间任一数字,转换为十进制后即为1~128之间。主机号没有做硬性规定,所以它的IP地址范围为“1.0.0.0-128.255.255.255”。A类地址是为大型政府网络而提供,因为A地址中有10.0.0.0-10.255.255.254和127.0.0.0-127.255.255.254这两段地址有专门用途,所以全世界总共只有126个可能的A类网络。每个A类网络最多可以连接16777214台计算机,这类地址数是最少的,但这类网络所允许连接的计算机是最多的。

·B类IP地址:用前面16位来标识网络号,其中最前面两位规定为“10”,16位标识主机号,也就是说B类地址的第一段“10000000 ̄10111111”,转换成十进制后即为128~191之间,第一段和第二段合在一起表示网络地址,它的地址范围为“128.0.0.0-191.255.255.255”。B类地址适用于中等规模的网络,全世界大约有16000个B类网络,每个B类网络最多可以连接65534台计算机。这类IP地址通常为中等规模的网络提供。其中172.16.0.0-172.31.255.254地址段有专门用途。

·C类IP地址:用前面24位来标识网络号,其中最前面三位规定为“110”,8位标识主机号。这样C类地址的第一段取值为“11000000 ̄11011111”之间,转换成十进制后即为192~223。第一段、第二段、第三段合在一起表示网络号,最后一段标识网络上的主机号,它的地址范围为“192.0.0.0-223.255.255.255”。C类地址适用于校园网等小型网络,每个C类网络最多可以有254台计算机。这类地址是所有的地址类型中地址数最多的,但这类网络所允许连接的计算机是最少的。这类IP地址可分配给任何有需要的人。其中192.168.0.0-192.168.255.255为企业局域网专用地址段。

·D类地址:它用于多重广播组,一个多重广播组可能包括1台或更多主机,或根本没有。D类地址的最高位为1110,第一段八位体为“11100000 ̄11101111”,转换成十进制即为224 ̄239,剩余的位设计客户机参加的特定组,它的地址范围为“224.0.1.1-239.255.255.255”。在多重广播操作中没有网络或主机位,数据包将传送到网络中选定的主机子集中,只有注册了多重广播地址的主机才能接收到数据包。Microsoft支持D类地址,用于应用程序将多重广播数据发送到网络间的主机上,包括WINS和Microsoft NetShow。

·E类地址:这是一个通常不用的实验性地址,保留作为以后使用。E类地址的最高位为11110,第一段八位体为“11110000 ̄11110111”,转换成十进制即为240 ̄247。

IPv4协议中对首段位为248 ̄254 的地址段暂无规定。

其实还有一类IP地址,就是以“127”开头的IP地址,这类IP地址也是属于保留使用的,这类地址属于环路测试类IP地址。这类IP地址不能作为计算机的IP地址用,也就不能在网络上使用这样的IP地址来标识计算机的位置,更不能通过在浏览器或者其他搜索位置输入这样的IP地址,来搜索想要查找的计算机,因为它只能在本地计算机上用于测试使用。

其实还有一类IP地址,就是以“127”开头的IP地址,这类IP地址也是属于保留使用的,这类地址属于环路测试类IP地址。这类IP地址不能作为计算机的IP地址用,也就不能在网络上使用这样的IP地址来标识计算机的位置,更不能通过在浏览器或者其他搜索位置输入这样的IP地址,来搜索想要查找的计算机,因为它只能在本地计算机上用于测试使用。

其实还有一类IP地址,就是以“127”开头的IP地址,这类IP地址也是属于保留使用的,这类地址属于环路测试类IP地址。这类IP地址不能作为计算机的IP地址用,也就不能在网络上使用这样的IP地址来标识计算机的位置,更不能通过在浏览器或者其他搜索位置输入这样的IP地址,来搜索想要查找的计算机,因为它只能在本地计算机上用于测试使用。

(2) 子网掩码和域名

以上介绍的是网络IP地址,但随着网络的发展,IPv4标准中的IP地址远不够用,为了解决这一矛盾,于是又在IP地址加上子网掩码来进一步识别。在TCP/IP协议中规定,A类网络的子网掩码格式为“255.0.0.0”形式,后面的“0”可以为“0 ̄254”之间任一数字。B类网络的子网掩码格式为“255.255.0.0”,C类网络的子网掩码为格式为“255.255.255.0”,同样其中的“0”可以是“0 ̄254”之间任一数字。如果没有子网,可以为“0”,也可以不配置,如果有子网则一定要配置。

前面介绍的IP地址都是以数字形式表示计算机的地址,这种IP地址人们记忆起来是非常困难的。对非计算机和网络的专业人士来说,记住这种地址是很不现实的。因此,Internet还采用域名地址来表示每台计算机。通过为每台计算机建立IP地址与域名地址之间的映射关系,用户可以在网上避开难以记忆的IP地址,而用域名地址来唯一标记网上的计算机。域名地址与IP地址的关系类似于一个人的姓名与身份证号码之间的关系。

要把计算机连入Internet,必须获得网上唯一的IP地址与对应的域名地址。域名地址由域名系统(DNS)管理。每个连到Internet的网络中都有至少一个DNS服务器,其中存有该网络中所有计算机的域名和对应的IP地址,通过与其他网络的DNS服务器相连就可以找到其他站点。这也是在TCP/IP协议属性中要进行DNS配置的原因。

域名地址也是分段表示的,每段分别授权给不同的机构管理,各段之间用圆点(.)分隔。与IP地址相反,各段自左至右级别是越来越高。

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