TCP/IP(1)——TCP/IP协议的四个层次,工作原理和三个参数

TCP/IP的四个层次


从协议分层模型方面来讲,TCP/IP由四个层次组成:网络接口层、网络层、传输层、应用层。


网络接口层:这是TCP/IP软件的最底层,负责接收IP数据报并通过网络发送之,或者从网络上接收物理帧,抽出IP数据报,交给IP层。


网络层:负责相邻计算机之间的通信。其功能包括三方面。一、处理来自传输层的分组发送请求,收到请求后,将分组装入IP数据报,填充报头,选择去往信宿机的路径,然后将数据报发往适当的网络接口。二、处理输入数据报:首先检查其合法性,然后进行寻径——假如该数据报已到达信宿机,则去掉报头,将剩下部分交给适当的传输协议;假如该数据报尚未到达信宿,则转发该数据报。三、处理路径、流控、拥塞问题。


传输层:提供应用程序间的通信。其功能包括:一、格式化信息流;二、提供可靠传输。为实现后者,传输层协议规定接收端必须发回确认,并且假如分组丢失,必须重新发送。


应用层:向用户提供一组常用的应用程序,比如电子邮件、文件传输访问、远程登录。远程登录TELNTET使用TELNET协议提供在网络其他主机上注册的接口。TELNET会话提供了基于字符的虚拟终端。文件传输访问FTP使用FTP协议来提供网络内机器间的文件拷贝功能。



TCP/IP 的工作原理


这是我在网上看到的一个讲法,感觉还挺容易理解,这可以让我们对过程有个大概的了解,但其中的很多细节,还学要我们在书中自己学习掌握。

这里采用TCP/IP协议传送文件为例,说明TCP/IP的工作原理,其中应用层传输文件采用文件传输协议(FTP)。工作流程如下:

**在源主机上,应用层将一串应用数据流传送给传输层。

**传输层将应用层的数据流截成分组,并加上TCP报头形成TCP段,送交网络层。

**在网络层给TCP段加上包括源、目的主机IP地址的IP报头,生成一个IP数据包,并将IP数据包送交给链路层。

**链路层在其MAC帧的数据部分装上IP数据包,再加上源、目的主机的MAC地址和帧头,并根据其目的MAC地址,将MAC帧发往目的主机或IP路由器。

**在目的主机,链路层将MAC帧的帧头去掉,并将IP数据包送交给网络层。

**网络层检查IP报头,如果报头中校验和与计算结果不一致,则丢弃该IP数据包;若校验和与计算结果一致,则去掉IP报头,将TCP段送交传输层。

**传输层检查顺序号,判断是否是正确的TCP分组,然后检查TCP报头数据。如正确,则向源主机发确认信息;若不正确或丢包,则向源主机要求重发信息。

**在目的主机,传输层去掉TCP报头,将排好顺序的分组组成应用数据流送给应用程序。这样目的主机接收到的来自源主机的字节流,就像是直接接收来自源主机的字节流一样。



TCP/IP协议中的三个参数


TCP/IP(Transmite Control Protocol 传输控制协议 / Internet Protocol 网际协议)已成为计算机网络的一套工业标准协议。在应用TCP/IP协议的网络环境中,为了确定一台主机的位置,必须为TCP/IP协议指定三个参数,即IP地址、子网掩码和网关地址。


***IP地址


IP地址实际上是采用IP网间网层通过上层软件完成“统一“网络物理地址的方法,这种方法使用统一的地址格式。在统一管理下分配给主机。Internet网上不同的主机有不同的IP地址,每个主机的IP地址都是由32比特,即4字节组成。

每个IP地址又可分为两部分,网络号(net-id)表示网络规模的大小,主机号(host-id)表示网络中的主机地址编号。

按照网络规模的大小,IP地址可以分为A,B, C,D, E五类,其中A、B、C类是三种主要的类型地址,D类专供多目传送用的多目地址,E类用于扩展备用地址。


在IP地址中,有几种特殊含义的地址:

1、广播地址:TCP/IP协议规定,主机号部分全为1的IP地址用于广播。所谓广播地址指同时向网上所有的主机发送报文,也就是说,不管网络特性如何,Internrt网支持广播传输。如136.78.255.255就是B类地址中的一个广播地址,你将信息送到此地址,就是将信息送给网络号为136.78的所有主机。

 

2、有限广播地址 有时需要在本网内广播,但又不知道本网的网络号时,TCP/IP协议规定32比特全为1的IP地址用于本网广播,即255.255.255.255。

3、“0”地址 TCP/IP协议规定,各位全为0的网络号被解释成“本网络”。若主机试图在本网内通信,但又不知道本网的网络号,那么,可以利用“0”地址。

4、回送地址 A类网络地址的第一段十进制数值为127是一个保留地址,如127.1.11.13用于网络软件测试以及本地机进程间通信。


***子网掩码


为了快速确定IP地址的哪部分代表网络号,哪部分代表主机号,以及判断两个IP地址是否属于同一网络,就产生了子网掩码的概念。

子网掩码给出了整个IP地址的位模式,其中的1代表网络部分,0代表IP主机号部分,应用中也采用点式十进制表示。用它来帮助确定IP地址网络号在哪结束,主机号在哪开始。

A、B、C三类网络的标准缺省掩码如下:

类别

子网掩码位模式
子网掩码
A
11111111.00000000.00000000.00000000
255.0.0.0
B
11111111.11111111.00000000.00000000
255.255.0.0
C
11111111.11111111.11111111.00000000
255.255.255.0


如果在Internet网上进行通信的两台主机的IP地址分别为192.83.192.10和192.83.192.32,那么子网掩码255.255.255.0分别对两个IP地址进行与(and)运算后,得出网络号和主机号,并且结果一致,可以判断这两个IP地址属于同一个网络。

为了在网络分段情况下有效地利用IP地址,可以攫取主机号的高位部分作为子网号,从通常的八位界限中扩展子网掩码,用来创建某类地址的更多子网。但创建更多的子网时,在每个子网上的可用主机地址数目会减少。要确定更多子网的子网掩码,首先应确定传输IP信息流的网段的数目,然后再确定能够容纳网段数的最低子网掩码数目,记住不要使用包含全0或全1的网络地址。


***网关地址

若要使两个完全不同的网络(异构网)连接在一起,一般使用网关,在Internet中两个网络也要通过一台称为网关的计算机实现互联。这台计算机能根据用户通信目标计算机的IP地址,决定是否将用户发出的信息送出本地网络,同时,它还将外界发送给属于本地网络计算机的信息接收过来,它是一个网络与另一个网络相联的通道。为了使TCP/IP协议能够寻址,该通道被赋予一个IP地址,这个IP地址称为网关地址。

 

 

 

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