从 IPv4 到 IPv6 过渡，无法错过这些常识点

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收集是我们工程师的基本手艺之一, 事实没有收集我们什么也干不了! 从各大公司的雇用要求上看,收集也是重点的查核部门. 本日就和各人一路温习下(还)大学里的课程(欠下的债)! TCP/IP协议簇的IP协议.

领略收集模子

收集的计划大佬们想出了分层的计划,将各个成果分隔,交付给差异的层,这样的甜头是便于更新和维护(IPv6的到来并没有使整个收集从头计划),也便于我们的进修和领略.下面是各个版本的收集系统的布局图:

让我们明晰下各层的事变职责(以五层协议为例):

应用层,该层协议首要认真各个应用措施之间交互的法则.如HTTP,DNS,其交互的数据单位可以称为”报文”.

运输层,为应用层提供通用的数据传输处事.为上层跑腿的.TCP,UDP均是运输层协议.

收集层,为收集中差异的主机提供通讯处事.IP协议事变在该层.

数据链路层,认实情邻两点的数据传送.

物理层, 传输比特流, 0 或 1. 每一层将数据封装本钱身能领略的数据名目,交付给下一层,下一层将收到的作为本身的数据再次添加本层的须要数据,向下交付,直到链路层,转达到目标地后,每层再将该层的须要数据去掉,交付给上层.如下图:

领略IP协议

在领略了收集模子和各层直接的共同之后,下面进入本日的正题,网际协议(IP).

该节首要领略IP协议给我们提供的成果有哪些,说白了就是它醒目嘛.

• 为收集中的主机(PC或路由或网关)提供身份证.
• 界说了收集主机的根基交换方法, 从IP数据报的名目可以看出.
• 为路由寻址提供利便, 从路由表布局可以看出.

任何一个协议都可以由语法,语义和同步三部门构成.

语法,互换信息的名目,对付IP协议,就是IP报文的名目.

语义,即必要发出何种节制信息,以及吸取到信息后怎样相应.

同步,对变乱次序的具体声名.

也就是界说了行使IP协议举办交换的法例.

IPv4

IPv4是IP协议的第4个版本,就是我们此刻行使的.下面从多个方面相识下该版本.

IP地点

收集上的主机都必要一个IP地点,这样才气知道互相的位置.IPv4地点由32bit组成,常行使点分十进制暗示(192.168.1.1).

分类

IP地点的分类就是把全部IP分别为多少种别, 每一类都由牢靠长度的字段构成.别离为收集号和主机号.下面是种种地点构成表示图:

• A类地点,8位收集号,第一位牢靠为0,可用的收集号只有126个(2^7-2),收集号从0到127. 减去2是由于:IP地点全为0暗示”本收集”,保存; 收集号为127作为软件回环测试行使, 若主机发出目标地为127.0.0.1的数据时,该数据不会向任何收集上的主机发送.也就是说127开头的地点不能行使. 对付A类地点中的每一个收集号,对应的主机号有(2^24-2)个: 主机号全0暗示,其收集号对应的收集地点, 全1暗示全部主机的意思.
• B类地点收集号为16位,但前面2位以牢靠为1 0.无论怎么取值,无法呈现全0或全1的环境.128.0.0.0的收集是不行使的,现实行使的最小B类收集地点为128.1.0.0.以是B类的收集地点有(2^14-1)个.
• C类的地点有24位的收集号,最前面的3位牢靠为1 1 0.192.0.0.0的收集地点也是不行使的,最小的C类地点为192.0.1.0

总结如下:

分类的甜头:

• 利便打点,IP地点打点机构只需打点收集号,剩下的可以由下级打点.
• 路由寻址时按照收集地点转发分组,减小路由表.

数据报名目

先看下IP数据报的根基名目:

可以看到IP数据报包括了首部和数据部门. 个中首部包括牢靠的20字节和可变的部门. 下面是各部门的表明:

• 版本,占4位,IP协议的版本号,通讯两边必要沟通.
• 首部长度,占4位, 单元4字节.最大能暗示(2^4-1) * 4 = 60字节.当IP分组的首部长度不是4的整数倍时,必要行使添补字段添补.
• 区分处事,占8位, 暗示处事范例,未行使.
• 总长度, 占16位,暗示首部和数据部门的总长度(单元字节).因此数据报的最大总长度为(2^16-1 = 65535)字节.
• 标识(identification), 占16位.当数据报长度高出基层的MTU时,必要分片, 被分片的数据报的标识一样,这样可以举办重组.
• 符号(Flag), 占3位, 今朝只有2位故意义
• 最低位,MF(More Fragment) = 1 暗示后头尚有分片. MF = 0 暗示分片中的最后一个.
• 中间一位,DF(Don’t Fragment),不要分片,只有当DF=0才应承分片
• 片偏移, 占13位.较长的分组在分片后, 某片在原分组的相对位置.必需是8字节的整数倍.
• 保留时刻, 占8位, Time To Live(TTL),开始指保留的秒数,其后变为颠末路由的跳数,每颠末一个路由,TTL减小1,当为0时,扬弃该数据.显然,最大跳数为255, 为1时就只能在局域网中撒播了。
• 协议, 占8位.支出该数据报的数据是行使何种协议, 以便目标主机IP层知道将数据交付给哪个协议处理赏罚. 常用的协议及对应数值:

• 首部校验和, 占16位.数据报的首部校验和,不包罗数据部门.
• 源地点, 目标地点, 各占32位

IPV6

IPv6的呈现是办理IPv4资源枯竭的题目.其如故支持无毗连的传送, 但传送的是PDU分组,而不是IPv4的数据报.

IP地点

IPv6的地点是128bit,在可预见的将来是够用的.但和IPv4版本并不兼容, 若行使IPv4版本的主机A和行使IPv6版本的主机B之间通讯是必要非凡处理赏罚的,在后头会先容要领.

IPv6的地点暗示

IPv6的地点回收冒号十六进制记法 , 8组4个16进制数字,中间行使冒号离隔.譬喻:

（编辑：湖南网）

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