去中心化改造tcpip
① TCP/IP 協議的具體描述
Transmission Control Protocol/Internet Protocol的簡寫,中譯名為傳輸控制協議/網際網路互聯協議,又名網路通訊協議,是Internet最基本的協議、Internet國際互聯網路的基礎,由網路層的IP協議和傳輸層的TCP協議組成。TCP/IP 定義了電子設備如何連入網際網路,以及數據如何在它們之間傳輸的標准。協議採用了4層的層級結構,每一層都呼叫它的下一層所提供的網路來完成自己的需求。通俗而言:TCP負責發現傳輸的問題,一有問題就發出信號,要求重新傳輸,直到所有數據安全正確地傳輸到目的地。而IP是給網際網路的每一台電腦規定一個地址
從協議分層模型方面來講,TCP/IP由四個層次組成:網路介面層、網路層、傳輸層、應用層。 TCP/IP協議並不完全符合OSI的七層參考模型。OSI是傳統的開放式系統互連參考模型,是一種通信協議的7層抽象的參考模型,其中每一層執行某一特定任務。該模型的目的是使各種硬體在相同的層次上相互通信。這7層是:物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。而TCP/IP通訊協議採用了4層的層級結構,每一層都呼叫它的下一層所提供的網路來完成自己。由於ARPNET的設計者注重的是網路互聯,允許通信子網(網路介面層)採用已有的或是將來有的各種協議,所以這個層次中沒有提供專門的協議。實際上,TCP/IP協議可以通過網路介面層連接到任何網路上,例如X.25交換網或IEEE802區域網
物理層是定義物理介質的各種特性: 1、機械特性。 2、電子特性。 3、功能特性。 4、規程特性。 數據鏈路層是負責接收IP數據報並通過網路發送之,或者從網路上接收物理幀,抽出IP數據報,交給IP層。 常見的介面層協議有: Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame relay、HDLC、PPP ATM等。
網路層
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路介面。 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、擁塞等問題。 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。 IP是網路層的核心,通過路由選擇將下一跳IP封裝後交給介面層。IP數據報是無連接服務。 ICMP是網路層的補充,可以回送報文。用來檢測網路是否通暢。 Ping命令就是發送ICMP的echo包,通過回送的echo relay進行網路測試。 ARP是正向地址解析協議,通過已知的IP,尋找對應主機的MAC地址。 RARP是反向地址解析協議,通過MAC地址確定IP地址。比如無盤工作站和DHCP服務。
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。為實現後者,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。 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)。
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、遠程登錄等。遠程登錄TELNET使用TELNET協議提供在網路其它主機上注冊的介面。TELNET會話提供了基於字元的虛擬終端。文件傳輸訪問FTP使用FTP協議來提供網路內機器間的文件拷貝功能。 應用層一般是面向用戶的服務。如FTP、TELNET、DNS、SMTP、POP3。 FTP(File Transfer Protocol)是文件傳輸協議,一般上傳下載用FTP服務,數據埠是20H,控制埠是21H。 Telnet服務是用戶遠程登錄服務,使用23H埠,使用明碼傳送,保密性差、簡單方便。 DNS(Domain Name Service)是域名解析服務,提供域名到IP地址之間的轉換。 SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)是簡單郵件傳輸協議,用來控制信件的發送、中轉。 POP3(Post Office Protocol 3)是郵局協議第3版本,用於接收郵件
網路層中的協議主要有IP,ICMP,IGMP等,由於它包含了IP協議模塊,所以它是所有基於TCP/IP協議網路的核心。在網路層中,IP模塊完成大部分功能。ICMP和IGMP以及其他支持IP的協議幫助IP完成特定的任務,如傳輸差錯控制信息以及主機/路由器之間的控制電文等。網路層掌管著網路中主機間的信息傳輸。 傳輸層上的主要協議是TCP和UDP。正如網路層控制著主機之間的數據傳遞,傳輸層控制著那些將要進入網路層的數據。兩個協議就是它管理這些數據的兩種方式:TCP是一個基於連接的協議;UDP則是面向無連接服務的管理方式的協議。 TCP/IP模型的主要缺點有: 首先,該模型沒有清楚地區分哪些是規范、哪些是實現;其次,TCP/IP模型的主機—網路層定義了網路層與數據鏈路層的介面,並不是常規意義上的一層,和介面層的區別是非常重要的,TCP/IP模型沒有將它們區分開來。
數據格式
數據幀:幀頭+IP數據包+幀尾 (幀頭包括源和目標主機MAC地址及類型,幀尾是校驗字) IP數據包:IP頭部+TCP數據信息(IP頭包括源和目標主機IP地址、類型、生存期等) TCP數據信息:TCP頭部+實際數據 (TCP頭包括源和目標主機埠號、順序號、確認號、校驗字等)
產生背景
在阿帕網(ARPA)產生運作之初,通過介面信號處理機實現互聯的電腦並不多,大部分電腦相互之間不兼容,在一台電腦上完成的工作,很難拿到另一台電腦上去用,想讓硬體和軟體都不一樣的電腦聯網,也有很多困難。當時美國的狀況是,陸軍用的電腦是DEC系列產品,海軍用的電腦是Honeywell中標機器,空軍用的是IBM公司中標的電腦,每一個軍種的電腦在各自的系裡都運行良好,但卻有一個大弊病:不能共享資源。 當時科學家們提出這樣一個理念:「所有電腦生來都是平等的。」為了讓這些「生來平等」的電腦能夠實現「資源共享」就得在這些系統的標准之上,建立一種大家共同都必須遵守的標准,這樣才能讓不同的電腦按照一定的規則進行「談判」,並且在談判之後能「握手」。 在確定今天網際網路各個電腦之間「談判規則」過程中,最重要的人物當數瑟夫(Vinton G.Cerf)。正是他的努力,才使今天各種不同的電腦能按照協議上網互聯。瑟夫也因此獲得了與克萊因羅克(「網際網路之父」)一樣的美稱「互聯網之父」。 瑟夫從小喜歡標新立異,堅強而又熱情。中學讀書時,就被允許使用加州大學洛杉磯分校的電腦,他認為「為電腦編程序是個非常激動人心的事,…只要把程序編好,就可以讓電腦做任何事情。」1965年,瑟夫從斯坦福大學畢業到IBM的一家公司當系統工程師,工作沒多久,瑟夫就覺得知識不夠用,於是到加州大學洛杉磯分校攻讀博士,那時,正逢阿帕網的建立,「介面信號處理機」(IMP)的研試及網路測評中心的建立,瑟夫也成了著名科學家克萊因羅克手下的一位學生。瑟夫與另外三位年輕人(溫菲爾德、克羅克、布雷登)參與了阿帕網的第一個節點的聯接。此後不久,BBN公司對工作中各種情況發展有很強判斷能力、被公認阿帕網建成作出巨大貢獻的鮑伯·卡恩(Bob Kahn)也來到了加州大學洛杉磯分校。在那段日子裡,往往是卡恩提出需要什麼軟體,而瑟夫則通宵達旦地把符合要求的軟體給編出來,然後他們一起測試這些軟體,直至能正常運行。 當時的主要格局是這樣的,羅伯茨提出網路思想設計網路布局,卡恩設計阿帕網總體結構,克萊因羅克負責網路測評系統,還有眾多的科學家、研究生參與研究、試驗。69年9月阿帕網誕生、運行後,才發現各個IMP連接的時候,需要考慮用各種電腦都認可的信號來打開通信管道,數據通過後還要關閉通道。否則這些IMP不會知道什麼時候應該接收信號,什麼時候該結束,這就是我們現在所說的通信「協議」的概念。70年12月制定出來了最初的通信協議由卡恩開發、瑟夫參與的「網路控制協議」(NCP),但要真正建立一個共同的標准很不容易,72年10月國際電腦通信大會結束後,科學家們都在為此而努力。 「包切換」理論為網路之間的聯接方式提供了理論基礎。卡恩在自己研究的基礎上,認識到只有深入理解各種操作系統的細節才能建立一種對各種操作系統普適的協議,73年卡恩請瑟夫一起考慮這個協議的各個細節,他們這次合作的結果產生了目前在開放系統下的所有網民和網管人員都在使用的「傳輸控制協議」(TCP,Transmission-Control Protocol)和「網際網路協議」(IP,Internet Protocol)即TCP/IP協議。 通俗而言:TCP負責發現傳輸的問題,一有問題就發出信號,要求重新傳輸,直到所有數據安全正確地傳輸到目的地。而IP是給網際網路的每一台電腦規定一個地址。1974年12月,卡恩、瑟夫的第一份TCP協議詳細說明正式發表。當時美國國防部與三個科學家小組簽定了完成TCP/IP的協議,結果由瑟夫領銜的小組捷足先登,首先制定出了通過詳細定義的TCP/IP協議標准。當時作了一個試驗,將信息包通過點對點的衛星網路,再通過陸地電纜,再通過衛星網路,再由地面傳輸,貫串歐洲和美國,經過各種電腦系統,全程9.4萬公里竟然沒有丟失一個數據位,遠距離的可靠數據傳輸證明了TCP/IP協議的成功。 1983年1月1日,運行較長時期曾被人們習慣了的NCP被停止使用,TCP/IP協議作為網際網路上所有主機間的共同協議,從此以後被作為一種必須遵守的規則被肯定和應用。
開發過程
在構建了阿帕網先驅之後,DARPA開始了其他數據傳輸技術的研究。NCP誕生後兩年,1972年,羅伯特·卡恩(Robert E. Kahn)被DARPA的信息技術處理辦公室僱傭,在那裡他研究衛星數據包網路和地面無線數據包網路,並且意識到能夠在它們之間溝通的價值。在1973年春天,已有的ARPANET網路控製程序(NCP)協議的開發者文頓·瑟夫(Vinton Cerf)加入到卡恩為ARPANET設計下一代協議而開發開放互連模型的工作中。 到了1973年夏天,卡恩和瑟夫很快就開發出了一個基本的改進形式,其中網路協議之間的不同通過使用一個公用互聯網路協議而隱藏起來,並且可靠性由主機保證而不是像ARPANET那樣由網路保證。(瑟夫稱贊Hubert Zimmerman和Louis Pouzin(CYCLADES網路的設計者)在這個設計上發揮了重要影響。) 由於網路的作用減少到最小的程度,就有可能將任何網路連接到一起,而不用管它們不同的特點,這樣就解決了卡恩最初的問題。(一個流行的說法提到瑟夫和卡恩工作的最終產品TCP/IP將在運行「兩個罐子和一根弦」上,實際上它已經用在信鴿上。一個稱為網關(後來改為路由器以免與網關混淆)的計算機為每個網路提供一個介面並且在它們之間來回傳輸數據包。 這個設計思想更細的形式由瑟夫在斯坦福的網路研究組的1973年–1974年期間開發出來。(處於同一時期的誕生了PARC通用包協議組的施樂PARC早期網路研究工作也有重要的技術影響;人們在兩者之間搖擺不定。) DARPA於是與BBN、斯坦福和倫敦大學簽署了協議開發不同硬體平台上協議的運行版本。有四個版本被開發出來——TCP v1、TCP v2、在1978年春天分成TCP v3和IP v3的版本,後來就是穩定的TCP/IP v4——目前網際網路仍然使用的標准協議。 1975年,兩個網路之間的TCP/IP通信在斯坦福和倫敦大學(UCL)之間進行了測試。1977年11月,三個網路之間的TCP/IP測試在美國、英國和挪威之間進行。在1978年到1983年間,其他一些TCP/IP原型在多個研究中心之間開發出來。ARPANET完全轉換到TCP/IP在1983年1月1日發生。[1] 1984年,美國國防部將TCP/IP作為所有計算機網路的標准。1985年,網際網路架構理事會舉行了一個三天有250家廠商代表參加的關於計算產業使用TCP/IP的工作會議,幫助協議的推廣並且引領它日漸增長的商業應用。 2005年9月9日卡恩和瑟夫由於他們對於美國文化做出的卓越貢獻被授予總統自由勛章
運作機制
1.IP
IP層接收由更低層(網路介面層例如乙太網設備驅動程序)發來的數據包,並把該數據包發送到更高層---TCP或UDP層;相反,IP層也把從TCP或UDP層接收來的數據包傳送到更低層。IP數據包是不可靠的,因為IP並沒有做任何事情來確認數據包是按順序發送的或者沒有被破壞。IP數據包中含有發送它的主機的地址(源地址)和接收它的主機的地址(目的地址)。 高層的TCP和UDP服務在接收數據包時,通常假設包中的源地址是有效的。也可以這樣說,IP地址形成了許多服務的認證基礎,這些服務相信數據包是從一個有效的主機發送來的。IP確認包含一個選項,叫作IP source routing,可以用來指定一條源地址和目的地址之間的直接路徑。對於一些TCP和UDP的服務來說,使用了該選項的IP包好像是從路徑上的最後一個系統傳遞過來的,而不是來自於它的真實地點。這個選項是為了測試而存在的,說明了它可以被用來欺騙系統來進行平常是被禁止的連接。那麼,許多依靠IP源地址做確認的服務將產生問題並且會被非法入侵。
2.TCP
TCP是面向連接的通信協議,通過三次握手建立連接,通訊完成時要拆除連接,由於TCP是面向連接的所以只能用於點對點的通訊。 TCP提供的是一種可靠的數據流服務,採用「帶重傳的肯定確認」技術來實現傳輸的可靠性。TCP還採用一種稱為「滑動窗口」的方式進行流量控制,所謂窗口實際表示接收能力,用以限制發送方的發送速度。 如果IP數據包中有已經封好的TCP數據包,那麼IP將把它們向『上』傳送到TCP層。TCP將包排序並進行錯誤檢查,同時實現虛電路間的連接。TCP數據包中包括序號和確認,所以未按照順序收到的包可以被排序,而損壞的包可以被重傳。 TCP將它的信息送到更高層的應用程序,例如Telnet的服務程序和客戶程序。應用程序輪流將信息送回TCP層,TCP層便將它們向下傳送到IP層,設備驅動程序和物理介質,最後到接收方。 面向連接的服務(例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP)需要高度的可靠性,所以它們使用了TCP。DNS在某些情況下使用TCP(發送和接收域名資料庫),但使用UDP傳送有關單個主機的信息。
3.UDP
UDP是面向無連接的通訊協議,UDP數據包括目的埠號和源埠號信息,由於通訊不需要連接,所以可以實現廣播發送。 UDP通訊時不需要接收方確認,屬於不可靠的傳輸,可能會出丟包現象,實際應用中要求在程序員編程驗證。 UDP與TCP位於同一層,但它不管數據包的順序、錯誤或重發。因此,UDP不被應用於那些使用虛電路的面向連接的服務,UDP主要用於那些面向查詢---應答的服務,例如NFS。相對於FTP或Telnet,這些服務需要交換的信息量較小。使用UDP的服務包括NTP(網路時間協議)和DNS(DNS也使用TCP)。 欺騙UDP包比欺騙TCP包更容易,因為UDP沒有建立初始化連接(也可以稱為握手)(因為在兩個系統間沒有虛電路),也就是說,與UDP相關的服務面臨著更大的危險。
4.ICMP
ICMP與IP位於同一層,它被用來傳送IP的的控制信息。它主要是用來提供有關通向目的地址的路徑信息。ICMP的『Redirect』信息通知主機通向其他系統的更准確的路徑,而『Unreachable』信息則指出路徑有問題。另外,如果路徑不可用了,ICMP可以使TCP連接『體面地』終止。PING是最常用的基於ICMP的服務。
通訊埠
TCP和UDP服務通常有一個客戶/伺服器的關系,例如,一個Telnet服務進程開始在系統上處於空閑狀態,等待著連接。用戶使用Telnet客戶程序與服務進程建立一個連接。客戶程序向服務進程寫入信息,服務進程讀出信息並發出響應,客戶程序讀出響應並向用戶報告。因而,這個連接是雙工的,可以用來進行讀寫。 兩個系統間的多重Telnet連接是如何相互確認並協調一致呢?TCP或UDP連接唯一地使用每個信息中的如下四項進行確認: 源IP地址 發送包的IP地址。 目的IP地址 接收包的IP地址。 源埠 源系統上的連接的埠。 目的埠 目的系統上的連接的埠。 埠是一個軟體結構,被客戶程序或服務進程用來發送和接收信息。一個埠對應一個16比特的數。服務進程通常使用一個固定的埠,例如,SMTP使用25、Xwindows使用6000。這些埠號是『廣為人知』的,因為在建立與特定的主機或服務的連接時,需要這些地址和目的地址進行通訊
IP地址
在Internet上連接的所有計算機,從大型機到微型計算機都是以獨立的身份出現,我們稱它為主機。為了實現各主機間的通信,每台主機都必須有一個唯一的網路地址。就好像每一個住宅都有唯一的門牌一樣,才不至於在傳輸資料時出現混亂。 Internet的網路地址是指連入Internet網路的計算機的地址編號。所以,在Internet網路中,網路地址唯一地標識一台計算機。 我們都已經知道,Internet是由幾千萬台計算機互相連接而成的。而我們要確認網路上的每一台計算機,靠的就是能唯一標識該計算機的網路地址,這個地址就叫做IP(Internet Protocol的簡寫)地址,即用Internet協議語言表示的地址。 目前,在Internet里,IP地址是一個32位的二進制地址,為了便於記憶,將它們分為4組,每組8位,由小數點分開,用四個位元組來表示,而且,用點分開的每個位元組的數值范圍是0~255,如202.116.0.1,這種書寫方法叫做點數表示法。
地址分類
IP地址可確認網路中的任何一個網路和計算機,而要識別其它網路或其中的計算機,則是根據這些IP地址的分類來確定的。一般將IP地址按節點計算機所在網路規模的大小分為A,B,C三類,默認的網路屏蔽是根據IP地址中的第一個欄位確定的。 1. A類地址 A類地址的表示範圍為:1.0.0.1~126.255.255.255,默認網路屏蔽為:255.0.0.0;A類地址分配給規模特別大的網路使用。A類網路用第一組數字表示網路本身的地址,後面三組數字作為連接於網路上的主機的地址。分配給具有大量主機(直接個人用戶)而區域網絡個數較少的大型網路。例如IBM公司的網路。 127.0.0.0到127.255.255.255是保留地址,用做循環測試用的。 0.0.0.0到0.255.255.255也是保留地址,用做表示所有的IP地址。 一個A類IP地址由1位元組(每個位元組是8位)的網路地址和3個位元組主機地址組成,網路地址的最高位必須是「0」,即第一段數字范圍為1~127。每個A類地址理論上可連接16777214<256*256*256-2>台主機(-2是因為主機中要用去一個網路號和一個廣播號),Internet有126個可用的A類地址。A類地址適用於有大量主機的大型網路。 2. B類地址 B類地址的表示範圍為:128.0.0.1~191.255.255.255,默認網路屏蔽為:255.255.0.0;B類地址分配給一般的中型網路。B類網路用第一、二組數字表示網路的地址,後面兩組數字代表網路上的主機地址。 169.254.0.0到169.254.255.255是保留地址。如果你的IP地址是自動獲取IP地址,而你在網路上又沒有找到可用的DHCP伺服器,這時你將會從169.254.0.0到169.254.255.255中臨時獲得一個IP地址。 一個B類IP地址由2個位元組的網路地址和2個位元組的主機地址組成,網路地址的最高位必須是「10」,即第一段數字范圍為128~191。每個B類地址可連接65534(2^16-2, 因為主機號的各位不能同時為0,1)台主機,Internet有16383(2^14-1)個B類地址(因為B類網路地址128.0.0.0是不指派的,而可以指派的最小地址為128.1.0.0[COME06])。 3. C類地址 C類地址的表示範圍為:192.0.0.1~223.255.255.255,默認網路屏蔽為:255.255.255.0;C類地址分配給小型網路,如一般的區域網,它可連接的主機數量是最少的,採用把所屬的用戶分為若乾的網段進行管理。C類網路用前三組數字表示網路的地址,最後一組數字作為網路上的主機地址。 一個C類地址是由3個位元組的網路地址和1個位元組的主機地址組成,網路地址的最高位必須是「110」,即第一段數字范圍為192~223。每個C類地址可連接254台主機,Internet有2097152個C類地址段(32*256*256),有532676608個地址(32*256*256*254)。 RFC 1918留出了3塊IP地址空間(1個A類地址段,16個B類地址段,256個C類地址段)作為私有的內部使用的地址。在這個范圍內的IP地址不能被路由到Internet骨幹網上;Internet路由器將丟棄該私有地址。 IP地址類別RFC 1918內部地址范圍 A類10.0.0.0到10.255.255.255 B類172.16.0.0到172.31.255.255 C類192.168.0.0到192.168.255.255 使用私有地址將網路連至Internet,需要將私有地址轉換為公有地址。這個轉換過程稱為網路地址轉換(Network Address Translation,NAT),通常使用路由器來執行NAT轉換。 實際上,還存在著D類地址和E類地址。但這兩類地址用途比較特殊,在這里只是簡單介紹一下: D類地址不分網路地址和主機地址,它的第1個位元組的前四位固定為1110。D類地址范圍:224.0.0.1到239.255.255.254 。D類地址用於多點播送。D類地址稱為廣播地址,供特殊協議向選定的節點發送信息時用。 E類地址保留給將來使用。 連接到Internet上的每台計算機,不論其IP地址屬於哪類都與網路中的其它計算機處於平等地位,因為只有IP地址才是區別計算機的唯一標識。所以,以上IP地址的分類只適用於網路分類。 在Internet中,一台計算機可以有一個或多個IP地址,就像一個人可以有多個通信地址一樣,但兩台或多台計算機卻不能共享一個IP地址。如果有兩台計算機的IP地址相同,則會引起異常現象,無論哪台計算機都將無法正常工作。 順便提一下幾類特殊的IP地址: 1. 廣播地址目的端為給定網路上的所有主機,一般主機段為全1 2. 單播地址目的端為指定網路上的單個主機地址 3. 組播地址目的端為同一組內的所有主機地址 4. 環回地址127.0.0.1在環回測試和廣播測試時會使用
網關地址
若要使兩個完全不同的網路(異構網)連接在一起,一般使用網關,在Internet中兩個網路也要通過一台稱為網關的計算機實現互聯。這台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路,同時,它還將外界發送給屬於本地網路計算機的信息接收過來,它是一個網路與另一個網路相聯的通道。為了使TCP/IP協議能夠定址,該通道被賦予一個IP地址,這個IP地址稱為網關地址。
注意事項
內部地址和外部地址在區域網的IP地址分配中,並沒有區別,都可以使用。 在區域網的IP地址分配中,子網屏蔽的「1」部分只要和對應的IP地址分類規定的前幾個二進制數一致即可。
子網劃分
若公司不上Internet,那一定不會煩惱IP地址的問題,因為可以任意使用所有的IP地址,不管是A類或是B類,這個時候不會想到要用子網,但若是上Internet那IP地址便彌足珍貴了,目前全球一陣Internet熱,IP地址已經愈來愈少了,而所申請的IP地址目前也趨飽和,而且只有經申請的IP地址能在Internet使用,但對某些公司只能申請到一個C類的IP地址,但又有多個點需要使用,那這時便需要使用到子網,這就需要考慮子網的劃分,下面簡介子網的原理及如何規劃。
子網掩碼(Subnet Mask)
子網劃分、內網搭建的術語
網路編碼(網路號):經過子網劃分後,子網掩碼序列中「1」對應的IP地址部分。一個網路編碼,對應一個網域(或網段)。包括申請到的網路地址的全部和主機地址的部分。 主機編碼(主機號):經過子網劃分後,子網掩碼序列中「0」對應的IP地址部分。一個主機編碼,對應一個網域(或網段)的一台計算機。包括申請到主機地址的部分。 子網掩碼:用於子網劃分,它將能夠改變的主機地址分為主機編碼和網路編碼的一部分。同時,它將網路地址全部確定為網路編碼
主要特點
(1)開放的協議標准,可以免費使用,並且獨立於特定的計算機硬體與操作系統 (2)獨立於特定的網路硬體,可以運行在區域網、廣域網,更適用於互聯網中 (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。
協議優勢
在長期的發展過程中,IP逐漸取代其他網路。這里是一個簡單的解釋。IP傳輸通用數據。數據能夠用於任何目的,並且能夠很輕易地取代以前由專有數據網路傳輸的數據。下面是一個普通的過程: 一個專有的網路開發出來用於特定目的。如果它工作很好,用戶將接受它。 為了便利提供IP服務,經常用於訪問電子郵件或者聊天,通常以某種方式通過專有網路隧道實現。隧道方式最初可能非常沒有效率,因為電子郵件和聊天只需要很低的帶寬。 通過一點點的投資IP 基礎設施逐漸在專有數據網路周邊出現。 用IP取代專有服務的需求出現,經常是一個用戶要求。 IP替代品過程遍布整個網際網路,這使IP替代品比最初的專有網路更加有價值(由於網路效應)。 專有網路受到壓制。許多用戶開始維護使用IP替代品的復製品。 IP包的間接開銷很小,少於1%,這樣在成本上非常有競爭性。人們開發了一種能夠將IP帶到專有網路上的大部分用戶的不昂貴的傳輸媒介。 大多數用戶為了削減開銷,專有網路被取消。
② 什麼是Tbtcoin
是一個ICO幣,比較有潛力的一個幣。目前的認購價格為2元,運營團隊好像還配送1倍的幣吧。我認購了10萬顆。。下個月發代幣,期待這個項目。
③ 國際互聯網是什麼時候興起的
國際互聯網興起於1968年。當時美國國防部高級研究計劃局組建了一個計算機網,名為 ARPANET(英文 Advanced Research Projects Agency Network 的縮寫,又稱「阿帕」網)。按央視的數據,新生的「阿帕」網獲得了國會批準的 520 萬美元的籌備金及兩億美元的項目總預算,是當年中國國家外匯儲備的 3 倍。
④ 比較tcp ip與osi參考模型 說明tcpip有哪些優點
兩種模型的比較:
1、 分層模型存在差別。TCP/IP模型沒有會話層和表示層,並且數據鏈路層和物理層合而為一。造成這樣的區別的原因在於:前者是以:「通信協議的必要功能是什麼?」這個問題未中心,再進行模型化;而後者是以:「為了將協議實際安裝到計算機中如何進行編程最好?」這個問題為中心,再進行模型化的。所以,TCP/IP的實用性強。
2、 OSI模型有3個主要明確概念:服務、介面、協議。而TCP/IP參考模型最初沒有明確區分這三者。這是OSI模型最大的貢獻。
3、 TCP/IP模型一開就考慮通用連接(Universal Interconnection),而OSI模型考慮的是由國家運行並使用OSI協議的連接。
4、 通信方式上面,在網路層OSI模型支持無連接和面向連接的方式,而TCP/IP模型只支持無連接通信模式;在傳輸層OSI模式僅有面向有連接的通信,而TCP/IP模型支持兩種通信方式,給用戶選擇機會。這種選擇對簡單的請求-應答協議是非常重要的。
兩種模型的命運:
技術上的缺陷是致命的。由於OSI模型忽略了互聯的問題、數據安全、加密問題和網路管理等問題,等到不斷修補的時候它已經失去了市場。另外,OSI協議推出時,TCP/IP協議已經被廣泛的應用於大學科研、很多開發商已經在謹慎地交付TCP/IP產品,再加上策略上的失誤導致了OSI從來沒有真正意義上的實現過。
雖然TCP/IP模型同樣有很多的缺陷。但是,由於它一開始就著眼於通用連接,使得TCP/IP模型以及其協議,可在任何互連的網路集合中進行通信。這十分引人注目。另外,它所表現出來的驚人的生命力,就顯得更加有趣。它形成的基本技術連接了一個61個國家的家庭、學校。公司和政府實驗室的全球互聯網。在短短的幾年時間內,形成了一個事實上存在的模型——TCP/IP模型。
結 論
OSI參考模型與TCP/IP參考模型都不完美,由於在ISO制定OSI參考模型過程中總是著眼於通信模型所必需的功能,理想化得等待政府行為來統一各種網路協議,在制定過程中忽略了互聯網協議的重要性。當考慮到這一點時,卻由於功能復雜難以實現等原因,失去了市場。而TCP/IP模型在現存的協議基礎上,考慮到 「將協議實際安裝到計算機中如何進行編程最好」實際應用的問題,使得在實現上比較容易,得到了廣大用戶得支持,也得到了大廠商的支持,所以TCP/IP參考模型得到了發展。
⑤ TCP/IP協議的沿革
在阿帕網(ARPA)產生運作之初,通過介面信號處理機實現互聯的電腦並不多,大部分電腦相互之間不兼容。在一台電腦上完成的工作,很難拿到另一台電腦上去用,想讓硬體和軟體都不一樣的電腦聯網,也有很多困難。當時美國的狀況是,陸軍用的電腦是DEC系列產品,海軍用的電腦是Honeywell中標機器,空軍用的是IBM公司中標的電腦,每一個軍種的電腦在各自的系裡都運行良好,但卻有一個大弊病:不能共享資源。
當時科學家們提出這樣一個理念:「所有電腦生來都是平等的。」為了讓這些「生來平等」的電腦能夠實現「資源共享」就得在這些系統的標准之上,建立一種大家共同都必須遵守的標准,這樣才能讓不同的電腦按照一定的規則進行「談判」,並且在談判之後能「握手」。
在確定今天網際網路各個電腦之間「談判規則」過程中,最重要的人物當數瑟夫(Vinton G.Cerf)。正是他的努力,才使今天各種不同的電腦能按照協議上網互聯。瑟夫也因此獲得了與克萊因羅克(「網際網路之父」)一樣的美稱「互聯網之父」。
瑟夫從小喜歡標新立異,堅強而又熱情。中學讀書時,就被允許使用加州大學洛杉磯分校的電腦,他認為「為電腦編程序是個非常激動人心的事,…只要把程序編好,就可以讓電腦做任何事情。」1965年,瑟夫從斯坦福大學畢業到IBM的一家公司當系統工程師,工作沒多久,瑟夫就覺得知識不夠用,於是到加州大學洛杉磯分校攻讀博士,那時,正逢阿帕網的建立,「介面信號處理機」(IMP)的研試及網路測評中心的建立,瑟夫也成了著名科學家克萊因羅克手下的一位學生。瑟夫與另外三位年輕人(溫菲爾德、克羅克、布雷登)參與了阿帕網的第一個節點的聯接。此後不久,BBN公司對工作中各種情況發展有很強判斷能力、被公認阿帕網建成作出巨大貢獻的鮑伯·卡恩(Bob Kahn)也來到了加州大學洛杉磯分校。在那段日子裡,往往是卡恩提出需要什麼軟體,而瑟夫則通宵達旦地把符合要求的軟體給編出來,然後他們一起測試這些軟體,直至能正常運行。
當時的主要格局是這樣的,羅伯茨提出網路思想設計網路布局,卡恩設計阿帕網總體結構,克萊因羅克負責網路測評系統,還有眾多的科學家、研究生參與研究、試驗。69年9月阿帕網誕生、運行後,才發現各個IMP連接的時候,需要考慮用各種電腦都認可的信號來打開通信管道,數據通過後還要關閉通道。否則這些IMP不會知道什麼時候應該接收信號,什麼時候該結束,這就是我們所說的通信「協議」的概念。1970年12月制定出來了最初的通信協議由卡恩開發、瑟夫參與的「網路控制協議」(NCP),但要真正建立一個共同的標准很不容易,72年10月國際電腦通信大會結束後,科學家們都在為此而努力。
「包切換」理論為網路之間的聯接方式提供了理論基礎。卡恩在自己研究的基礎上,認識到只有深入理解各種操作系統的細節才能建立一種對各種操作系統普適的協議,73年卡恩請瑟夫一起考慮這個協議的各個細節,他們這次合作的結果產生了在開放系統下的所有網民和網管人員都在使用的「傳輸控制協議」(TCP,Transmission-Control Protocol)和「網際網路協議」(IP,Internet Protocol)即TCP/IP協議。
通俗而言:TCP負責發現傳輸的問題,一有問題就發出信號,要求重新傳輸,直到所有數據安全正確地傳輸到目的地。而IP是給網際網路的每一台電腦規定一個地址。1974年12月,卡恩、瑟夫的第一份TCP協議詳細說明正式發表。當時美國國防部與三個科學家小組簽定了完成TCP/IP的協議,結果由瑟夫領銜的小組捷足先登,首先制定出了通過詳細定義的TCP/IP協議標准。當時作了一個試驗,將信息包通過點對點的衛星網路,再通過陸地電纜,再通過衛星網路,再由地面傳輸,貫串歐洲和美國,經過各種電腦系統,全程9.4萬公里竟然沒有丟失一個數據位,遠距離的可靠數據傳輸證明了TCP/IP協議的成功。
1983年1月1日,運行較長時期曾被人們習慣了的NCP被停止使用,TCP/IP協議作為網際網路上所有主機間的共同協議,從此以後被作為一種必須遵守的規則被肯定和應用。 在構建了阿帕網先驅之後,DARPA開始了其他數據傳輸技術的研究。NCP誕生後兩年,1972年,羅伯特·卡恩(Robert E. Kahn)被DARPA的信息技術處理辦公室僱傭,在那裡他研究衛星數據包網路和地面無線數據包網路,並且意識到能夠在它們之間溝通的價值。在1973年春天,已有的ARPANET網路控製程序(NCP)協議的開發者文頓·瑟夫(Vinton Cerf)加入到卡恩為ARPANET設計下一代協議而開發開放互連模型的工作中。
到了1973年夏天,卡恩和瑟夫很快就開發出了一個基本的改進形式,其中網路協議之間的不同通過使用一個公用互聯網路協議而隱藏起來,並且可靠性由主機保證而不是像ARPANET那樣由網路保證。(瑟夫稱贊Hubert Zimmerman和Louis Pouzin(CYCLADES網路的設計者)在這個設計上發揮了重要影響。)
由於網路的作用減少到最小的程度,就有可能將任何網路連接到一起,而不用管它們不同的特點,這樣就解決了卡恩最初的問題。(一個流行的說法提到瑟夫和卡恩工作的最終產品TCP/IP將在運行「兩個罐子和一根弦」上,實際上它已經用在信鴿上。一個稱為網關(後來改為路由器以免與網關混淆)的計算機為每個網路提供一個介面並且在它們之間來回傳輸數據包。
這個設計思想更細的形式由瑟夫在斯坦福的網路研究組的1973年–1974年期間開發出來。(處於同一時期的誕生了PARC通用包協議組的施樂PARC早期網路研究工作也有重要的技術影響;人們在兩者之間搖擺不定。)
DARPA於是與BBN、斯坦福和倫敦大學簽署了協議開發不同硬體平台上協議的運行版本。有四個版本被開發出來——TCP v1、TCP v2、在1978年春天分成TCP v3和IP v3的版本,後來就是穩定的TCP/IP v4——網際網路仍然使用的標准協議。
1975年,兩個網路之間的TCP/IP通信在斯坦福和倫敦大學學院(UCL)之間進行了測試。1977年11月,三個網路之間的TCP/IP測試在美國、英國和挪威之間進行。在1978年到1983年間,其他一些TCP/IP原型在多個研究中心之間開發出來。ARPANET完全轉換到TCP/IP在1983年1月1日發生。[1]
1984年,美國國防部將TCP/IP作為所有計算機網路的標准。1985年,網際網路架構理事會舉行了一個三天有250家廠商代表參加的關於計算產業使用TCP/IP的工作會議,幫助協議的推廣並且引領它日漸增長的商業應用。
2005年9月9日卡恩和瑟夫由於他們對於美國文化做出的卓越貢獻被授予總統自由勛章。 IPv4,是互聯網協議(Internet Protocol,IP)的第四版,也是第一個被廣泛使用,構成現今互聯網技術的基石的協議。1981年Jon Postel 在RFC791中定義了IP,Ipv4可以運行在各種各樣的底層網路上,比如端對端的串列數據鏈路(PPP協議和SLIP協議) ,衛星鏈路等等。區域網中最常用的是乙太網。
傳統的TCP/IP協議基於IPV4屬於第二代互聯網技術,核心技術屬於美國。它的最大問題是網路地址資源有限,從理論上講,編址1600萬個網路、40億台主機。但採用A、B、C三類編址方式後,可用的網路地址和主機地址的數目大打折扣,以至IP地址已經枯竭。其中北美佔有3/4,約30億個,而人口最多的亞洲只有不到4億個,中國截止2010年6月IPv4地址數量達到2.5億,落後於4.2億網民的需求。雖然用動態IP及Nat地址轉換等技術實現了一些緩沖,但IPV4地址枯竭已經成為不爭的事實。在此,專家提出IPV6的互聯網技術,也正在推行,但IPV4的使用過過渡到IPV6需要很長的一段過渡期。中國主要用的就是ip4,在win7中已經有了ipv6的協議不過對於中國的用戶們來說可能很久以後才會用到吧。
傳統的TCP/IP協議基於電話寬頻以及乙太網的電器特性而制定的,其分包原則與檢驗佔用了數據包很大的一部分比例造成了傳輸效率低,網路正向著全光纖網路高速乙太網方向發展,TCP/IP協議不能滿足其發展需要。
1983年TCP/IP協議被ARPAnet採用,直至發展到後來的互聯網。那時只有幾百台計算機互相聯網。到1989年聯網計算機數量突破10萬台,並且同年出現了1.5Mbit/s的骨幹網。因為IANA把大片的地址空間分配給了一些公司和研究機構,90年代初就有人擔心10年內IP地址空間就會不夠用,並由此導致了IPv6 的開發。 IPv6是Internet Protocol Version 6的縮寫,其中Internet Protocol譯為「互聯網協議」。IPv6是IETF(互聯網工程任務組,Internet Engineering Task Force)設計的用於替代現行版本IP協議(IPv4)的下一代IP協議。
與IPV4相比,IPV6具有以下幾個優勢:
一、IPv6具有更大的地址空間。IPv4中規定IP地址長度為32,即有2^32-1(符號^表示升冪,下同)個地址;而IPv6中IP地址的長度為128,即有2^128-1個地址。
二、IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一開始就遵循聚類(Aggregation)的原則,這使得路由器能在路由表中用一條記錄(Entry)表示一片子網,大大減小了路由器中路由表的長度,提高了路由器轉發數據包的速度。
三、IPv6增加了增強的組播(Multicast)支持以及對流的控制(Flow Control),這使得網路上的多媒體應用有了長足發展的機會,為服務質量(QoS,Quality of Service)控制提供了良好的網路平台。
四、IPv6加入了對自動配置(Auto Configuration)的支持。這是對DHCP協議的改進和擴展,使得網路(尤其是區域網)的管理更加方便和快捷。
五、IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6網路中用戶可以對網路層的數據進行加密並對IP報文進行校驗,極大的增強了網路的安全性。
⑥ win7打開網路和共享中心裡,本地連接為未識別網路(公用網路)要把它變成家庭或工作怎麼變 看明白了在回答
變成家庭或工作的操作方法和步驟如下:
1、首先,打開計算機桌面上的[控制面板]選項,如下圖所示。
⑦ tcp/ip是指什麼有什麼用上哪可以設置
網路協議(Protocol)是一種特殊的軟體,是計算機網路實現其功能的最基本機制。網路協議的本質是規則,即各種硬體和軟體必須遵循的共同守則。網路協議並不是一套單獨的軟體,它融合於其他所有的軟體系統中,因此可以說,協議在網路中無所不在。網路協議遍及OSI通信模型的各個層次,從我們非常熟悉的TCP/IP、HTTP、FTP協議,到OSPF、IGP等協議,有上千種之多。對於普通用戶而言,不需要關心太多的底層通信協議,只需要了解其通信原理即可。在實際管理中,底層通信協議一般會自動工作,不需要人工干預。但是對於第三層以上的協議,就經常需要人工干預了,比如TCP/IP協議就需要人工配置它才能正常工作。
區域網常用的三種通信協議分別是TCP/IP協議、NetBEUI協議和IPX/SPX協議。 TCP/IP協議毫無疑問是這三大協議中最重要的一個,作為互聯網的基礎協議,沒有它就根本不可能上網,任何和互聯網有關的操作都離不開TCP/IP協議。不過TCP/IP協議也是這三大協議中配置起來最麻煩的一個,單機上網還好,而通過區域網訪問互聯網的話,就要詳細設置IP地址,網關,子網掩碼,DNS伺服器等參數。
TCP/IP協議族中包括上百個互為關聯的協議,不同功能的協議分布在不同的協議層, 幾個常用協議如下:
1、Telnet(Remote Login):提供遠程登錄功能,一台計算機用戶可以登錄到遠程的另一台計算機上,如同在遠程主機上直接操作一樣。
2、FTP(File Transfer Protocol):遠程文件傳輸協議,允許用戶將遠程主機上的文件拷貝到自己的計算機上。
3、SMTP(Simple Mail transfer Protocol):簡單郵政傳輸協議,用於傳輸電子郵件。
4、NFS(Network File Server):網路文件伺服器,可使多台計算機透明地訪問彼此的目錄。
5、UDP(User Datagram Protocol):用戶數據包協議,它和TCP一樣位於傳輸層,和IP協議配合使用,在傳輸數據時省去包頭,但它不能提供數據包的重傳,所以適合傳輸較短的文件。
HTTP協議簡介
HTTP是一個屬於應用層的面向對象的協議,由於其簡捷、快速的方式,適用於分布式超媒體信息系統。它於1990年提出,經過幾年的使用與發展,得到不斷地完善和擴展。目前在WWW中使用的是HTTP/1.0的第六版,HTTP/1.1的規范化工作正在進行之中,而且HTTP-NG(Next Generation of HTTP)的建議已經提出。
HTTP協議的主要特點可概括如下:
1.支持客戶/伺服器模式。
2.簡單快速:客戶向伺服器請求服務時,只需傳送請求方法和路徑。請求方法常用的有GET、HEAD、POST。每種方法規定了客戶與伺服器聯系的類型不同。
由於HTTP協議簡單,使得HTTP伺服器的程序規模小,因而通信速度很快。
3.靈活:HTTP允許傳輸任意類型的數據對象。正在傳輸的類型由Content-Type加以標記。
4.無連接:無連接的含義是限制每次連接只處理一個請求。伺服器處理完客戶的請求,並收到客戶的應答後,即斷開連接。採用這種方式可以節省傳輸時間。
5.無狀態:HTTP協議是無狀態協議。無狀態是指協議對於事務處理沒有記憶能力。缺少狀態意味著如果後續處理需要前面的信息,則它必須重傳,這樣可能導致每次連接傳送的數據量增大。另一方面,在伺服器不需要先前信息時它的應答就較快。
⑧ TCP/IP協議是什麼
5類IP地址的劃分和地址范圍
數據進入棧協議時的封裝過程
乙太網幀格式
環回介面:
1)
傳給環回地址(一般是127.0.0.1)的任何數據均作為I P輸入。
2)
傳給廣播地址或多播地址的數據報復制一份傳給環回介面,然後送到乙太網上。這是因為廣播傳送和多播傳送的定義包含主機本身。
3
)任何傳給該主機I P地址的數據均送到環回介面。
PPP幀格式
IP數據報文頭部
服務類型(TOS)欄位包括一個3 bit的優先權子欄位(現在已被忽略),4 bit的TOS欄位和1 bit未用位但必須置0。4 bit的TOS分別代表:最小時延、最大吞吐量、最高可靠性和最小費用。4 bit中只能置其中1 bit。如果所有4 bit均為0,那麼就意味著是一般服務。
標識欄位唯一地標識主機發送的每一份數據報。通常每發送一份報文它的值就會加1。
首部檢驗和欄位是根據I P首部計算的檢驗和碼。它不對首部後面的數據進行計算。ICMP、IGMP、UDP和TCP在它們各自的首部中均含有同時覆蓋首部和數據檢驗和碼。
校驗和的計算方法:
把檢驗和欄位置為0。然後,對首部中每個16 bit進行二進制反碼求和,結果存在檢驗和欄位中。當收到一份I P數據報後,同樣對首部中每個16 bit進行二進制反碼的求和。如果首部在傳輸過程中沒有發生任何差錯,那麼接收方計算的結果應該為全1。如果結果不是全1(即檢驗和錯誤),那麼I P就丟棄收到的數據報。但是不生成差錯報文,由上層去發現丟失的數據報並進行重傳。
從概念上說,IP路由選擇是簡單的,特別對於主機來說。如果目的主機與源主機直接相連(如點對點鏈路)或都在一個共享網路上(乙太網或令牌環網),那麼I P數據報就直接送到目的主機上。否則,主機把數據報發往一默認的路由器上,由路由器來轉發該數據報。大多數的主機都是採用這種簡單機制。
路由表中的每一項都包含下面這些信息:
• 目的I P地址。它既可以是一個完整的主機地址,也可以是一個網路地址,由該表目中的標志欄位來指定。主機地址有一個非0的主機號,以指定某一特定的主機,而網路地址中的主機號為0,以指定網路中的所有主機(如乙太網,令牌環網)。
• 下一站(或下一跳)路由器(next-hop router)的I P地址,或者有直接連接的網路I P地址。下一站路由器是指一個在直接相連網路上的路由器,通過它可以轉發數據報。下一站路由器不是最終的目的,但是它可以把傳送給它的數據報轉發到最終目的。
• 標志。其中一個標志指明目的I P地址是網路地址還是主機地址,另一個標志指明下一站路由器是否為真正的下一站路由器,還是一個直接相連的介面。
• 為數據報的傳輸指定一個網路介面。
I P路由選擇主要完成以下這些功能:
1)
搜索路由表,尋找能與目的I P地址完全匹配的表目(網路號和主機號都要匹配)。如果找到,則把報文發送給該表目指定的下一站路由器或直接連接的網路介面(取決於標志欄位的值)。
2)
搜索路由表,尋找能與目的網路號相匹配的表目。如果找到,則把報文發送給該表目指定的下一站路由器或直接連接的網路介面(取決於標志欄位的值)。目的網路上的所有主機都可以通過這個表目來處置。
3)
搜索路由表,尋找標為「默認(d e f a u l t)」的表目。如果找到,則把報文發送給該表目指定的下一站路由器。
如果上面這些步驟都沒有成功,那麼該數據報就不能被傳送。如果不能傳送的數據報來自本機,那麼一般會向生成數據報的應用程序返回一個「主機不可達」或「網路不可達」的錯誤。
特殊的IP地址
ARP請求或應答分組格式
前兩個欄位是乙太網的源地址和目的地址。目的地址為全1的特殊地址是廣播地址;乙太網幀類型表示後面數據的類型,對於ARP請求或應答來說,該欄位的值為0x0806;硬體類型欄位表示硬體地址的類型,它的值為1即表示乙太網地址;協議類型欄位表示要映射的協議地址類型,它的值為0x0800即表示IP地址;對於乙太網上IP地址的ARP請求或應答來說,硬體地址長度和協議地址長度的值分別為6和4;操作欄位指出四種操作類型,它們是ARP請求(值為1)、ARP應答(值為2)、RARP請求(值為3)和RARP應答(值為4)
ICMP報文的類型
ICMP報文中的標識符和序列號欄位由發送端任意選擇設定,這些值在應答中將被返回。這樣,發送端就可以把應答與請求進行匹配。
ICMP地址掩碼請求與應答報文
ICMP時間戳請求與應答報文
ICMP不可達報文
ICMP回顯請求與回顯應答報文格式
如果IP數據報文中的TTL欄位是0或1時路由器即將該數據報丟棄,並給信源機發一份ICMP「超時」信息。Traceroute程序的關鍵在於包含這份ICMP信息的IP報文的信源地址是該路由器的IP地址。
Traceroute程序的操作過程:
發送一份TTL欄位為1的IP數據報給目的主機。處理這份數據報的第一個路由器將TTL值減1,丟棄該數據報,並發回一份超時ICMP報文。這樣就得到了該路徑中的第一個路由器的地址。然後Traceroute程序發送一份T T L值為2的數據報,這樣我們就可以得到第二個路由器的地址。繼續這個過程直至該數據報到達目的主機。但是目的主機哪怕接收到T T L值為1的I P數據報,也不會丟棄該數據報並產生一份超時ICMP報文,這是因為數據報已經到達其最終目的地。Traceroute程序發送一份UDP數據報給目的主機,但它選擇一個不可能的值作為UDP埠號(大於30 000),使目的主機的任何一個應用程序都不可能使用該埠。因為,當該數據報到達時,將使目的主機的UDP模塊產生一份「埠不可達」錯誤的I C M P報文。這樣,Traceroute程序所要做的就是區分接收到的ICMP報文是超時還是埠不可達,以判斷什麼時候結束。對於每個TTL值,發送3份數據報。
ICMP超時報文
選路的原理:
1) 搜索匹配的主機地址;
2) 搜索匹配的網路地址;
3) 搜索默認表項(默認表項一般在路由表中被指定為一個網路表項,其網路號為0)。
I
P層進行的選路實際上是一種選路機制,它搜索路由表並決定向哪個網路介面發送分組。這區別於選路策略,它只是一組決定把哪些路由放入路由表的規則。IP執行選路機制,而路由守護程序則一般提供選路策略。
(路由表)對於一個給定的路由器,可以列印出五種不同的標志(flag):
U 該路由可以使用。
G 該路由是到一個網關(路由器)。如果沒有設置該標志,說明目的地是直接相連的。
H 該路由是到一個主機,也就是說,目的地址是一個完整的主機地址。如果沒有設置該標志,說明該路由是到一個網路,而目的地址是一個網路地址:一個網路號,或者網路號與子網號的組合。
D 該路由是由重定向報文創建的。
M 該路由已被重定向報文修改。
標志G是非常重要的,因為由它區分了間接路由和直接路由,發往直接路由的分組中不但具有指明目的端的IP地址,還具有其鏈路層地址;當分組被發往一個間接路由時,IP地址指明的是最終的目的地,但是鏈路層地址指明的是網關(即下一站路由器)的鏈路層地址。
標志H表明,目的地址(netstat命令輸出第一行)是一個完整的主機地址。沒有設置H標志說明目的地址是一個網路地址(主機號部分為0)。當為某個目的I P地址搜索路由表時,主機地址項必須與目的地址完全匹配,而網路地址項只需要匹配目的地址的網路號和子網號就可以了。
ICMP重定向報文
ICMP路由器通告報文格式
UDP首部
如果檢驗和的計算結果為0,則存入的值為全1(6 5 5 3 5),這在二進制反碼計算中是等效的。如果傳送的檢驗和為0,說明發送端沒有計算檢驗和。
把一份I P數據報分片以後,只有到達目的地才進行重新組裝。重新組裝由目的端的I P層來完成,其目的是使分片和重新組裝過程對運輸層(T C P和U D P)是透明的,
UDP分片舉例
需要分片但是設置不分片標志時置1時產生ICMP不可達差錯報文
受限的廣播地址是255.255.255.255。該地址用於主機配置過程中IP數據報的目的地址,此時,主機可能還不知道它所在網路的網路掩碼,甚至連它的IP地址也不知道。
指向網路的廣播地址是主機號為全1的地址。A類網路廣播地址為netid .255.255.255.255,其中netid為A類網路的網路號。
指向所有子網的廣播地址的子網號及主機號為全1。
TCP包頭部
序號用來標識從TCP發端向TCP收端發送的數據位元組流,它表示在這個報文段中的第一個數據位元組。如果將位元組流看作在兩個應用程序間的單向流動,則TCP用序號對每個位元組進行計數。序號是32 bit的無符號數,序號到達2^32-1後又從0開始。既然每個傳輸的位元組都被計數,確認序號包含發送確認的一端所期望收到的下一個序號。因此,確認序號應當是上次已成功收到數據位元組序號加1。只有A C K標志為1時確認序號欄位才有效。
最常見的可選欄位是最長報文大小,又稱為MSS (Maximum Segment Size)。每個連接方通常都在通信的第一個報文段(為建立連接而設置S Y N標志的那個段)中指明這個選項。它指明本端所能接收的最大長度的報文段。
⑨ 網路高手請進
LAN
為了完整地給出LAN的定義,必須使用兩種方式:一種是功能性定義,另一種是技術性定義。前一種將LAN定義為一組台式計算機和其它設備,在物理地址上彼此相隔不遠,以允許用戶相互通信和共享諸如列印機和存儲設備之類的計算資源的方式互連在一起的系統。這種定義適用於辦公環境下的LAN、工廠和研究機構中使用的LAN。
就LAN的技術性定義而言,它定義為由特定類型的傳輸媒體(如電纜、光纜和無線媒體)和網路適配器(亦稱為網卡)互連在一起的計算機,並受網路操作系統監控的網路系統。
功能性和技術性定義之間的差別是很明顯的,功能性定義強調的是外界行為和服務;技術性定義強調的則是構成LAN所需的物質基礎和構成的方法。
區域網(LAN)的名字本身就隱含了這種網路地理范圍的局域性。由於較小的地理范圍的局限性。由於較小的地理范圍,LAN通常要比廣域網(WAN)具有高的多的傳輸速率,例如,目前LAN的傳輸速率為10Mb/s,FDDI的傳輸速率為100Mb/s,而WAN的主幹線速率國內目前僅為64kbps或2.048Mbps,最終用戶的上線速率通常為14.4kbps。
LAN的拓撲結構目前常用的是匯流排型和環行。這是由於有限地理范圍決定的。這兩種結構很少在廣域網環境下使用。
LAN還有諸如高可靠性、易擴縮和易於管理及安全等多種特性
WAN
廣域網
TCP/Ip
TCP/IP是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的簡寫,中文譯名為傳輸控制協議/互聯網路協議)協議是Internet最基本的協議,簡單地說,就是由底層的IP協議和TCP協議組成的。 在Internet沒有形成之前,各個地方已經建立了很多小型的網路,稱為區域網。Internet的中文意義是"網際網",它實際上就是將全球各地的區域網連接起來而形成的一個"網之間的網(即網際網)"。然而,在連接之前的各式各樣的區域網卻存在不同的網路結構和數據傳輸規則,將這些小網連接起來後各網之間要通過什麼樣的規則來傳輸數據呢?這就象世界上有很多個國家,各個國家的人說各自的語言,世界上任意兩個人要怎樣才能互相溝通呢?如果全世界的人都能夠說同一種語言(即世界語),這個問題不就解決了嗎?TCP/IP協議正是Internet上的"世界語"。
ATM
ATM
Asynchronous Transfer Mode(ATM) 非同步傳輸模式 (ATM) ATM是一項數據傳輸技術。它適用於區域網和廣域網,它具有高速數據傳輸率和支持許多種類型如聲音、數據、傳真、實時視頻、CD質量音頻和圖象的通信。
ATM是在LAN或WAN上傳送聲音、視頻圖象和數據的寬頻技術。它是一項信元中繼技術,數據分組大小固定。你可將信元想像成一種運輸設備,能夠把數據塊從一個設備經過ATM交換設備傳送到另一個設備。所有信元具有同樣的大小,不象幀中繼及區域網系統數據分組大小不定。使用相同大小的信元可以提供一種方法,預計和保證應用所需要的帶寬。如同轎車在繁忙交叉路口必須等待長卡車轉彎一樣,可變長度的數據分組容易在交換設備處引起通信延遲。
ATM真正具有電路交換和分組交換的雙重性:
ATM面向連接,它需要在通信雙方向建立連接,通信結束後再由信令拆除連接。但它擯棄了電路交換中採用的同步時分復用,改用非同步時分復用,收發雙方的時鍾可以不同,可以更有效地利用帶寬。
ATM的傳送單元是固定長度53byte的CELL(信元),信頭部分包含了選擇路由用的VPI/VCI信息,因而它具有交換的特點。它是一種高速分組交換,在協議上它將OSI第三層的糾錯、流控功能轉移到智能終端上完成,降低了網路時延,提高了交換速度。
交換設備是ATM的重要組成部分,它能用作組織內的Hub,快速將數據分組從一個節點傳送到另一個節點;或者用作廣域通信設備,在遠程LAN之間快速傳送ATM信元。乙太網、光纖分布式數據介面(FDD1)、令牌環網等傳統LAN採用共享介質,任一時刻只有一個節點能夠進行傳送,而ATM提供任意節點間的連接,節點能夠同時進行傳送。來自不同節點的信息經多路復用成為一條信元流。在該系統中,ATM交換器可以由公共服務的提供者所擁有或者是組織內部網的一部分。
ATM用作公司主幹網時,能夠簡化網路的管理,消除了許多由於不同的編址方案和路由選擇機制的網路互連所引起的復雜問題。ATM集線器能夠提供集線器上任意兩埠的連接,而與所連接的設備類型無關。這些設備的地址都被預變換,例如很容易從一個節點到另一個節點發送一個報文,而不必考慮節點所連的網路類型。ATM管理軟體使用戶和他們的物理工作站移動地方非常方便。
通過ATM技術可完成企業總部與各辦事處及公司分部的區域網互聯,從而實現公司內部數據傳送、企業郵件服務、話音服務等等,並通過上聯INTERNET實現電子商務等應用。同時由於ATM採用統計復用技術,且接入帶寬突破原有的2M,達到2M-155M,因此適合高帶寬、低延時或高數據突發等應用。
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NFS(網路文件系統,Network File System)是由美國SUN微系統公司開發的一個協議,它能使計算機系統通過網路訪問其它計算機系統的目錄和文件,就好象這些文件被存儲在本地硬碟上一樣。
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⑩ TCP/IP參考模型與OSI參考模型的相同與不同之處
OSI參考模型:
OSI模型基於國際標准化組織(ISO)的建議,作為各種層上使用協議國際標准化的第一步而發展起來的(Day和Zimmermann,1983),被成為ISO OSI開發系統互連參考模型(open system interconnection reference model)。OSI從下到上共包括物理層(physical layer)、數據鏈路層(data linker layer)、網路層(network layer)、傳輸層(transport layer)、會話層(session layer)、表示層(presentation layer)、應用層(application layer)七部分並且規定各層的協議和介面標准,如表1左側所示。OSI參考模型對通信所需要的功能進行了很好的總結。
TCP/IP參考模型:
TCP/IP參考模型是最早的計算機網路ARPANET及其以後的Internet使用的參考模型,是一個事實上模型。這個體系的主要兩個協議是:TCP/IP協議。OSI模型的具體分層以及各層主要協議如表1右側所示。其中IP協議提供分組交換服務;TCP協議提供面向連接服務;UDP協議提供面向無連接服務。與OSI模型相比,TCP/IP模型沒有會話層和表示層。
7、應用層(application layer) <應用層>HTTP,SMTP,TELNET,FTP,SNMP,MIME,HTML,MIB
6、表示層(presentation layer)
5、會話層(session layer)
4、傳輸層(transport layer) <傳輸層>TCP,UDP
3、網路層(network layer) AR[,IP,ICMP
2、數據鏈路層(data link layer) ETHERNET,FDDI,ATM,TOKEN Ring……(雙絞線、光纖、同軸電纜……)
1、物理層(physical layer)
OSI參考模型與TCP/IP參考模型的缺陷
不管是OSI模型和協議或者是TCP/IP模型和協議,都不是完美的。由於技術上、商業上或者是策略上的限制,它們或多或少都存在這樣那樣的缺陷。
OSI模型的缺陷:
1、 OSI模型及其相關的服務定義和協議都及其復雜。在七層結構中,其中會話層和表示層基本上沒有使用價值;而數據鏈路層和網路層功能煩雜,從而分成幾個不通功能的子層。顯得結構臃腫。因此最初的實現又大又笨拙並且很慢。
2、 某些功能重復出現。例如定址、流量控制和出錯控制在各層重復出現。導致效率降低,系統功能下降。
3、 某些特性無法找到與之對應的特定層。比如虛擬終端處理原先在表示層,現在放到應用層;數據安全、加密問題和網路管理無法決定放在哪一層,從而被放置一邊。
4、 模型的制定主持者是通信方面的,由於通信與計算機和軟體的工作方式不同,導致某些決定無法在互聯網上使用。
TCP/IP模型的缺陷:
1、 沒有明顯的區分服務、介面和協議的概念
2、 TCP/IP模型完全不是通用的,只適合描述TCP/IP模型的協議棧。
3、 主機網路層在分層協議中根本不是通常意義上的層。它是一個介面,處於網路層和數據鏈路層的中間。
4、 TCP/IP模型不區分物理層和數據鏈路層。
兩種模型的比較及其命運
OSI參考模型與TCP/IP參考模型有很多相似之處。他們都基於獨立的協議棧的概念,強調網路技術獨立性(Network Technology Independence)和端對端確認(End-to-End Acknowledgement)。且層的功能大體相同,兩個模型能夠在相應的層找到相應的對應功能。當然,它們之間還存在很多不同。
兩種模型的比較:
1、 分層模型存在差別。TCP/IP模型沒有會話層和表示層,並且數據鏈路層和物理層合而為一。造成這樣的區別的原因在於:前者是以:「通信協議的必要功能是什麼?」這個問題未中心,再進行模型化;而後者是以:「為了將協議實際安裝到計算機中如何進行編程最好?」這個問題為中心,再進行模型化的。所以,TCP/IP的實用性強。
2、 OSI模型有3個主要明確概念:服務、介面、協議。而TCP/IP參考模型最初沒有明確區分這三者。這是OSI模型最大的貢獻。
3、 TCP/IP模型一開就考慮通用連接(Universal Interconnection),而OSI模型考慮的是由國家運行並使用OSI協議的連接。
4、 通信方式上面,在網路層OSI模型支持無連接和面向連接的方式,而TCP/IP模型只支持無連接通信模式;在傳輸層OSI模式僅有面向有連接的通信,而TCP/IP模型支持兩種通信方式,給用戶選擇機會。這種選擇對簡單的請求-應答協議是非常重要的。
兩種模型的命運:
技術上的缺陷是致命的。由於OSI模型忽略了互聯的問題、數據安全、加密問題和網路管理等問題,等到不斷修補的時候它已經失去了市場。另外,OSI協議推出時,TCP/IP協議已經被廣泛的應用於大學科研、很多開發商已經在謹慎地交付TCP/IP產品,再加上策略上的失誤導致了OSI從來沒有真正意義上的實現過。
雖然TCP/IP模型同樣有很多的缺陷。但是,由於它一開始就著眼於通用連接,使得TCP/IP模型以及其協議,可在任何互連的網路集合中進行通信。這十分引人注目。另外,它所表現出來的驚人的生命力,就顯得更加有趣。它形成的基本技術連接了一個61個國家的家庭、學校。公司和政府實驗室的全球互聯網。在短短的幾年時間內,形成了一個事實上存在的模型——TCP/IP模型。
結 論
OSI參考模型與TCP/IP參考模型都不完美,由於在ISO制定OSI參考模型過程中總是著眼於通信模型所必需的功能,理想化得等待政府行為來統一各種網路協議,在制定過程中忽略了互聯網協議的重要性。當考慮到這一點時,卻由於功能復雜難以實現等原因,失去了市場。而TCP/IP模型在現存的協議基礎上,考慮到「將協議實際安裝到計算機中如何進行編程最好」實際應用的問題,使得在實現上比較容易,得到了廣大用戶得支持,也得到了大廠商的支持,所以TCP/IP參考模型得到了發展。