计算机网络自学之路------IP协议(1)

时间：2021-04-27 16:47:32

1)TCP/IP模型与OSI对应

2)TCP/IP集每层主要协议

3）IP协议

4）IP地址的命名与使用

5）子网与子网掩码

1)TCP/IP模型与OSI对应关系

计算机网络自学之路------IP协议(1)

我们看到，TCP/IP只有四层与OSI的七层相对应。

网络接口层：数据包从一个设备的网络层传输到另外一个设备的网络层。

传输层与网络层分别对应着OSI的传输层与网络层。

应用层：一个主机的网络程序与其他主机程序通信所使用的层

2)TCP/IP集每层主要协议

应用层：HTTP,FTP,DNS，SNTP
传输层:TCP,UDP
网络层:IP,ICMP,IGMP,ARP,RARP,
网络接口层:以太网，wifi

应用层：

  • HTTP超文本传输协议，主要应用于万维网服务
  • FTP文件传输协议，用于文件传输
  • SMTP邮件传输协议，用于邮件传输
  • DNS域名解析等

传输层：

  • TCP:传输控制协议,面向连接可靠的
  • UDP:用户数据报协议，面向连接不可靠的

网络层：

IP:网际协议,有两个版本IPV4,IPV6

ARP：地址解析协议。通过IP映射MAC。

RARP：反地址解析协议.能过MAC映射IP。

ICMP:网络控制消息协议.经常使用的Ping命令就是这个协议里的。

3）IP协议

　　不同的网络要实现互联，就要解决统一编址的问题。也就是常说的IP地址，跟MAC地址（我都片面的理解为网卡地址）。要是通过MAC来寻址有点不靠谱，因为太多太多了。所以就采用了IP地址，IP协议是无连接不可靠的传送。所谓的无连接就是，事先不建立起传输线路，而是根据当时的网络情况来决定哪条线路，而且线路还不唯一。这也会带来相应的问题，比如说建立了两条传输线路，就会产生包的到达顺序问题；也可能产生丢包的问题等。但他的好处就是：节省了建立接连的时间，让传输速率提高了。

网络层的数据被称之为IP分组，由IP头+数据 组成。

4）IP地址的命名与使用

IP地址是由32bit，网络号+主机号这种形式组成。为了表示方便，由四个十进数加逗号组成，如：192.168.1.1。在路由中只会用到网络号。

IP地址分为ABCDE五类。D类多播地址，E是留给以后使用，所以我们能申请到的也就只有ABC三类；

  • A类：8bit网络号+24bit主机号且首位必须是0，范围是：.0.01---.255.255.255;最大网络数：127（27-1）；最大主机数：16.777.214（224）
  • B类：16bit网络号+16bit主机号且首位必须是10，范围是：.0.0.1---.255.255.255；最大网络数：16383(214);最大主机数：65534
  • C类：24bit网络号+8bit主机号且首位必须是110，范围是：.0.0.1---.255.255.255;最大网络数：2097151（221）;最大主机数：254

注：有些特殊的地址不能使用

  1. 主机号全1的地址用于指定网络（局域网）的广播地址，如：202.117.1.255；给这个网络中所有主机广播来用。
  2. 主机号全0的网络地址表示网络本身，如：202.117.1.0；
  3. 网络号全为0，表示本网络，如：0.0.0.5
  4. 255.255.255.255，本网广播地址
  5. A类地址127.*.*.*是一个保留地址，用于网络软件测试及本地进程通信，也称为回送地址
  6. 专门为组织机构来用　　　

a)         A类 10.0.0.0---10.255.255.255

b)         B类：172.16.0.0---172.31.255255

c)         C类：192.168.0.0---192.168.255.255（做网关的时候使用，私有的地址，感觉这个经常见哦）

5)子网与子网掩码

按照网络号+主机号的这种方式来划分，会产生IP地址的浪费及不好管理问题。比如说我们学校有四万多人，去申请了一个B类的网络地址，157.15.0.0。而我们知道，B类的主机数可以有六万多，这样就产生了浪费。而且我们学校四万多人都在这一个B类网络中，发送的消息想当于广播出去了，很不方便。所以在网络号+主机号的基础上又引入了子网号。网络号不动，将原来的主机号拿出几位（位数不定）做子网号：网络号+子网号+新的主机号这种形式。

比如说一个C类的地址：192.10.1.0,写成二进制形式如下：

11000000.00001010.00000001.xxxyyyyy

将x为子网号，y为新的主机号（yyyyy不能为全0与全1）

11000000.00001010.00000001.001*****   ---->      192.10.1.32*

11000000.00001010.00000001.010*****   ---->      192.10.1.64*

11000000.00001010.00000001.011*****   ---->      192.10.1.96*

11000000.00001010.00000001.100*****   ---->      192.10.1.128*

11000000.00001010.00000001.101*****   ---->      192.10.1.160*

11000000.00001010.00000001.110*****   ---->      192.10.1.192*

这样子，每个子网下都可以有30（25-2）个主机，想像下一栋楼有六层，每层有不大于三十台主机，这样划分是不是挺不错滴。

还有一个问题，无论是带子网的还是不带子网的IP地址，在通信过程中，怎么将网络号与主机号从IP地址里面识别出来呢，这就引出了子网掩码。

子网掩码的作用就是从IP地址主得到主机号与网络号。操作的方法就是用IP地址和子网掩码做与运算（与运算的神奇之处在于：一个数与1相与得到这个数本身，与0想于就是0）。比如一个C类地址：192.10.1.10，它的子网掩码是255.255.255.0（前24位全置1，后8位置0，相与后就能得到它的前24位，后面8位全置0）；同理将IP地址与0.0.0.255相于，就可得到后8位。

一般缺省的子网掩码是：

A类：255.0.0.0

B类：255.255.0.0

C类：255.255.255.0

那不缺省的子网掩码就要算上子网号所占的位数，比如子网号占三位那么：

11111111,11100000,00000000,00000000

A类：255.224.0.0

11111111,11111111,11100000,00000000

B类：255.255.224.0

11111111，11111111，11111111，11100000;

C类：255.255.255.224

最后一点就是：主机与主机直接通信，它们必须在一个子网内，否则要使用路由器实现互联。直接相接的那个路由也可称之为网关。

最后的最后再贴张图，以前没在意，学过这个之后才知其中道理。

计算机网络自学之路------IP协议(1)

从上面这张图我们得知，我的IP地址是C类地址：192.168.0.30。子网掩码：255.255.255.0是一个缺省的C地址掩码。将IP地址和子网掩码想与得网络号：192.168.0.0主机号：0.0.0.30;

而默认网关可以理解为跟你连接的第一个路由器的地址：192.168.0.1;

DNS这方面的知识还没看到，等学到后再做补充~~

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