• TCP/IP__TCP协议IP协议&IP地址


    IP协议(Internet Protocol)

    1.   定位:计算机网络间相互连接进行通信而定义的协议。在因特网中,它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则,规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。同时,任何厂家生产的计算机系统,只要遵守 IP协议就可以与因特网互连互通。

    2.   网络协议:为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。

    三要素:

    1)   语义,用于确定协议元素的类型,规定了通信双方需要发出何种控制信息,完成何种动作及做出何种应答。

    解释控制信息每个部分的意义。它规定了需要发出何种控制信息,以及完成的动作与做出什么样的响应。即表示要做什么。

    2)   语法,用于确定协议元素的格式,即数据与控制信息的结构和格式。

    是用户数据与控制信息的结构与格式,以及数据出现的顺序。即表示要怎么做。

    3)   时序,用于确定通信速度的匹配和时序。

    是对事件发生顺序的详细说明。(也可称为“同步”)。即表示做的顺序。

    Internet上的计算机使用的是TCP/IP协议。

    3.  功能:

    1)   网络互联功能:

    IP实现网络互连,如以太网、分组交换网等。它们相互之间不能互通,不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元——“帧”的格式不同。IP协议实际上是一套由软件、程序组成的协议软件,它把各种不同“帧”统一转换成“IP数据包”格式,这种转换是因特网的一个最重要的特点,使所有各种计算机都能在因特网上实现互通,即具有“开放性”的特点。

    2)   分组打包和集合组装数据包功能:

    数据包,也是分组交换的一种形式,就是把所传送的数据分组打成 “包”,再传送出去。但是,与传统的“连接型”分组交换不同,它属于“无连接型”,是把打成的每个“包”(分组)都作为一个“独立的报文”传送出去,所以叫做“数据包”。这样,在开始通信之前就不需要先连接好一条电路,各个数据包不一定都通过同一条路径传输,所以叫做“无连接型”。这一特点大大提高了网络的坚固性和安全性。

    每个数据包都有报头和报文这两个部分,报头中有目的地址等必要内容,使每个数据包不经过同样的路径都能准确地到达目的地。在目的地重新组合还原成原来发送的数据。

    在实际传送过程中,数据包还要能根据所经过网络规定的分组大小来改变数据包的长度,IP数据包的最大长度可达 65535个字节(Byte)(1Byte=8bit)

    3)   IP地址分配功能:

    IP协议给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址,叫做“IP 地址”。这种唯一的地址,保证了用户在连网的计算机上操作时,能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。 

    (如今电信网正在与 IP网走向融合,以IP为基础的新技术是热门的技术,如用IP网络传送话音的技术(即VoIP)就很热门,其它如IP overATMIPoverSDHIP over WDM等等,都是IP技术的研究重点。)

    IP地址

    1.   定位:所谓IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit()(4个字节)地址。为了方便人们的使用,IP地址经常被写成十进制的形式,中间使用符号“.”分开不同的字节。

    IP地址通常用“点分十进制”表示成(a.b.c.d)的形式,其中,a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例:点分十进IP地址(100.4.5.6),实际上是32位二进制数(01100100.00000100.00000101.00000110)。

    2.   应用:一个IP地址是用来标识网络中的一个通信实体,比如一台主机,或者是路由器的某一个端口。而在基于IP协议网络中传输的数据包,也都必须使用IP地址来进行标识,如同我们写一封信,要标明收信人的通信地址和发信人的地址,而邮政工作人员则通过该地址来决定邮件的去向。

    同样的过程也发生在计算机网络里,每个被传输的数据包也要包括的一个源IP地址和一个目的IP地址,当该数据包在网络中进行传输时,这两个地址要保持不变,以确保网络设备总是能根据确定的IP地址,将数据包从源通信实体送往指定的目的通信实体。

    3.   一个IP地址主要由两部分组成:一部分是用于标识该地址所从属的网络号;另一部分用于指明该网络上某个特定主机的主机号。

    网络号由因特网权力机构分配,目的是为了保证网络地址的全球唯一性。主机地址由各个网络的管理员统一分配。因此,网络地址的唯一性与网络内主机地址的唯一性确保了IP地址的全球唯一性。

    4.   分类:IP地址是一种在Internet上的给主机编址的方式,也称为网际协议地址。常见的IP地址,分为IPv4IPv6两大类。

    IPV4就是有4段数字,每一段最大不超过255。由于互联网的蓬勃发展,IP位址的需求量愈来愈大,使得IP位址的发放愈趋严格,各项资料显示全球IPv4位址可能在20052010年间全部发完(实际情况是在201123IPv4位地址分配完毕)。

    地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。为了扩大地址空间,拟通过IPv6重新定义地址空间。IPv6采用128(16字节)地址长度。在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外,还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题。

    5.   构成:IP地址可以视为网络标识号码与主机标识号码两部分,因此IP地址可分两部分组成,一部分为网络地址,另一部分为主机地址。IP地址分为ABCDE5类,它们适用的类型分别为:大型网络;中型网络;小型网络;组播地址;备用(保留实验使用)。常见的是ABC两类。其中ABC三类由InternetNIC在全球范围内统一分配;DE类为特殊地址。

    网络类别

    最大网络数

    第一个可用的网络号

    最后一个可用的网络号

    每个网络中的最大主机数

    A

    1262^7-2)

    1

    126

    16777214=2^24-2

    B

    16384(2^14)

    128.0

    191.255

    65534=(2^16-2)

    C

    2097152(2^21)

    192.0.0

    223.255.255

    254=(2^8-2)

    AIP地址:在IP地址的四段号码中,第一段号码为网络号码,剩下的三段号码为本地计算机的号码,即由1个字节的网络地址和3个字节的主机地址组成。AIP地址 地址范围1.0.0.0126.255.255.255。即A类网络地址的形式为0xxxxxxx.x.x.xA类网络地址数量较少,可以用于主机数达1600多万台的大型网络。

    BIP地址:在IP地址的四段号码中,前两段号码为网络号码,后两段号码为本地计算机的号码,即由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成。BIP地址地址范围128.0.0.0-191.255.255.255。即B类网络地址的形式为10xxxxxx.x.x.xB类网络地址适用于中等规模的网络,每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。

    CIP地址:在IP地址的四段号码中,前三段号码为网络号码,最后一段号码为本地计算机的号码,即由3个字节的网络地址和1个字节的主机地址组成。CIP地址地址范围192.0.0.0-223.255.255.255。即C类网络地址的形式为110xxxxx.x.x.xC类网络地址数量较多,适用于小规模的局域网络,每个网络最多只能包含254台计算机。

    广播地址(特殊的网址):任何第一个字节大于223小于240IP地址(范围224.0.0.1-239.255.255.254)是多点广播地址。

    6.   网络号的位数直接决定了可以分配的网络数(计算方法:2^网络号位数-2);主机号的位数则决定了网络中最大的主机数(计算方法:2^主机号位数-2)。

    同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络地址,网络上的一个主机(包括网络上工作站,服务器和路由器等)只有一个主机地址与其对应。

    7.   局域网中的IP:在一个局域网中,有两个IP地址比较特殊,一个是网络号,一个是广播地址。网络号是用于三层寻址的地址,它代表了整个网络本身;另一个是广播地址,它代表了网络全部的主机。网络号是网段中的第一个地址,广播地址是网段中的最后一个地址,这两个地址是不能配置在计算机主机上的。

    例如在192.168.0.0255.255.255.0这样的网段中,网络号是192.168.0.0,广播地址是192.168.0.255。因此,在一个局域网中,能配置在计算机中的地址比网段内的地址要少两个(网络号、广播地址),这些地址称之为主机地址。在上面的例子中,主机地址有192.168.0.1192.168.0.254可以配置在计算机上了。

    8.   保留的IP地址

      


    9.   私有的IP地址 

      10.0.0.0-10.255.255.255

      172.16.0.0-172.31.255.255

      192.168.0.0-192.168.255.255 





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