TCP/IP网络模型入门

TCP/IP收集模子

TCP/IP模子是互联网的基本，，它是一系列收集协议的总称。这些协议可以分别为四层，别离为链路层、收集层、传输层和应用层。

• 链路层：认真封装息争封装IP报文，发送和接管ARP/RARP报文等。
• 收集层：认真路由以及把分组报文发送给方针收集或主机。
• 传输层：认真对报文举办分组和重组，并以TCP或UDP协议名目封装报文。
• 应用层：认真向用户提供给用措施，好比HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP等。

在收集系统布局中收集通讯的成立必需是在通讯两边的对等层举办，不能交织。 在整个数据传输进程中，数据在发送端时颠末各层时都要附加上响应层的协议头和协议尾(仅数据链路层必要封装协议尾)部门，也就是要对数据举办协议封装，以标识对应层所用的通讯协议。

OSI七层模子

虽然在理论上，尚有一个OSI七层模子：物理层、数据链路层、收集层、传输层、会话层、暗示层和应用层。这是一个抱负模子，因为其伟大性并没有被各人普及回收。

链路层

(1) 以太网和802封装

以太网封装是以RFC894界说的 而802封装则是RFC1042界说的 主机需求RFC要求： (1)必需支持以太网封装 (2)应该支持与RFC894殽杂的RFC1042封装 (3)或者可以发送RFC1042封装的分组

(2) SLIP

合用于RS-232和高速调制解调器接入收集 (1)以0xC0竣事 (2)对报文中的0xC0和ESC字符举办转义 弱点：没有步伐关照本端IP到对端;没有范例字段;没有校验和

(3) CSLIP

将SLIP报文中的20字节IP首部和20字节TCP首部压缩为3或5字节

(4) PPP协议

批改了SLIP协议的缺陷，支持多种协议范例;带数据校验和;报文首部压缩;两边可以举办IP地点动态协商(行使IP协议);链路节制协议可以对多个链路选项举办配置。

(5) 环回接口

用于统一台主机上的措施通过TCP/IP通讯。 传给环回的数据均作为输入; 传给该主机IP地点的数据也是送到环回接口; 广播和多播数据先复制一份到环回接口，再送到以太网上。

(6) MTU

对数据帧长度的最大限定，假如数据分组长度大于这个数值，必要在IP层对其分片。 留意：发往以太网的数据要思量路径MTU

IP网际协议

IP是TCP/IP中最为焦点的协议，全部的TCP、UDP、ICMP等协议均以IP数据报的名目传输。IP协议提供不行靠、无毗连的处事，它不担保数据报必然可以送达目标，也不担保数据报的先后序次。

IP首部名目为：

注：收集字节序：32bit传输的序次为0-7bit, 8-15bit, 16-23bit, 24-31bit(即big endian字节序)

IP路由

IP路由选择是逐跳举办的。IP并不知道达到任何目标的完备路径(虽然，除了那些与主机直接相连的)。全部的IP路由选择只为数据报传输提供下一站路由器的I P地点。它假定下一站路由器比发送数据报的主机更靠近目标，并且下一站路由器与该主机是直接相连的。

IP路由选择首要完成以下这些成果：

• 搜刮路由表，探求能与目标IP地点完全匹配的表目(收集号和主机号都要匹配)。假如找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器或直接毗连的收集接口(取决于符号字段的值)。
• 搜刮路由表，探求能与目标收集号相匹配的表目。假如找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器或直接毗连的收集接口(取决于符号字段的值)。目标收集上的全部主机都可以通过这个表目来处理。譬喻，一个以太网上的全部主机都是通过这种表目举办寻径的。这种搜刮收集的匹配要领必需思量也许的子网掩码。关于这一点我们在下一节中举办接头。
• 搜刮路由表，探求标为“默认”的表目。假如找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器。

假如上面这些步调都没有乐成，那么该数据报就不能被传送。假如不能传送的数据报来自本机，那么一样平常会向天生数据报的应用措施返回一个“主机不行达”或“收集不行达”的错误。

IP路由选择是通过逐跳来实现的。数据报在各站的传输进程中目标IP地点始终稳固，可是封装和目标链路层地点在每一站都可以改变。大大都的主机和很多路由器对付非当地收集的数据报都行使默认的下一站路由器。

IP路由选择机制的两个特性： (1)完备主机地点匹配在收集号匹配之前执行 (2)为收集指定路由，而不必为每个主机指定路由

IP地点和MAC地点分类

按IP地点范畴分别：

• A类：地点范畴1.0.0.1-126.255.255.255，A类IP地点的子网掩码为255.0.0.0，每个收集支持的最大主机数为256的3次方-2=16777214台。
• B类：地点范畴128.0.0.1-191.255.255.255，B类IP地点的子网掩码为255.255.0.0，每个收集支持的最大主机数为256的2次方-2=65534台
• C类：地点范畴192.0.1.1-223.255.255.255，C类IP地点的子网掩码为255.255.255.0，每个收集支持的最大主机数为256-2=254台
• D类：以1110开始的地点，多播地点
• E类：以11110开始的地点，保存地点

凭证通信模式分别：

• 单播：方针是特定的主机，好比192.168.0.3
• 广播：方针IP地点的主机部门全为1，而且目标MAC地点为FF-FF-FF-FF-FF-FF。好比B类收集172.16.0.0的默认子网掩码为255.255.0.0，广播地点为172.16.255.255。
• 多播：方针为一组主机，IP地点范畴为224.0.0.0～239.255.255.255。多播MAC地点以十六进制值01-00-5E打头，余下的6个十六进制位按照IP多播组地点的最后23位转换获得。

单播是对特定的主机举办数据传送。如给某一个主机发送IP数据包，链路层头部长短常详细的目标地点，对付以太网来 说，就是网卡的MAC地点。广播和多播仅应用于UDP，它们对需将报文同时传往多个吸取者的应用来说异常重要。

• 广播是针对某一个收集上的全部主机发包，这个收集也许是收集，大噶?鲇网，还也许是全部的子网。假如是收集，譬喻A类网址的广播就是 netid.255.255.255，假如是子网，则是netid.netid.subnetid.255;假如是全部的子网(B类IP)则是则是 netid.netid.255.255。广播所用的MAC地点FF-FF-FF-FF-FF-FF。收集内全部的主机城市收到这个广播数据，网卡只要把 MAC地点为FF-FF-FF-FF-FF-FF的数据交给内核就可以了。一样平常说来ARP，可能路由协议RIP应该是以广播的情势播发的。
• 多播就是给一组特定的主机(多播组)发送数据，这样，数据的播发范畴会小一些。多播的MAC地点是最高字节的低位为一，例 如01-00-00-00-00-00。多播组的地点是D类IP，划定是224.0.0.0-239.255.255.255。与IP多播相对应的以太网地点范畴从0 1 : 0 0 : 5 e : 0 0 : 0 0 : 0 0到01: 00: 5e: 7f: ff: ff。通过将其低位23 bit映射到响应以太网地点中便可实现多播组地点到以太网地点的转换。因为地点映射是不独一的，因此要其他的协议实现特另外数据报过滤。

子网掩码

子网掩码用来确定几多bit用于收集号和几多bit用于主机号。

给定IP地点和子网掩码往后，主机就可以确定IP数据报的目标是： (1)本子网上的主机; (2)本收集中其他子网中的主机; (3)其他收集上的主机。

假如知道本机的IP地点，那么就知道它是否为A类、B类或C类地点(从IP地点的高位可以得知)，也就知道收集号和子网号之间的分界限。而按照子网掩码就可知道子网号与主机号之间的分界限。

封装

（编辑：湖南网）

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