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TCP/IP 分層

分層結構如下：

1. 應用層：負責處理特定的應用程序細節。包括：Telnet （遠程登錄）、FTP （文件傳輸協(xié)議）、SMTP （簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議）、SNTP （簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò )管理協(xié)議）；
2. 傳輸層：主要功能為兩臺主機上的應用程序提供端到端的通信，通過(guò)端口號識別兩臺主機上相對應程序之間進(jìn)行通信。主要包括：TCP （傳輸控制協(xié)議）、UDP （用戶(hù)數據報協(xié)議）；
   • TCP 協(xié)議：是一種面向連接的傳輸層協(xié)議，確保兩臺主機提供高可靠性的數據通信。它的任務(wù)是把來(lái)自應用程序的數據分成合適的小塊交給下面的網(wǎng)絡(luò )層，確認接收到數據的分組。為數據塊設置超時(shí)時(shí)鐘，一旦超過(guò)該時(shí)間就重新發(fā)送數據；
   • UDP 協(xié)議：是一種面向無(wú)連接的傳輸層協(xié)議，為應用程序發(fā)送和接收數據報，只是將數據報的分組從一臺主機發(fā)送到另一臺主機，但并不保證數據報能夠到達另一端，任何必須的可靠性都由應用程序提供。UDP 協(xié)議常用于分組數據較少或多播、廣播通信以及視頻通信等多媒體領(lǐng)域；
3. 網(wǎng)絡(luò )層：處理分組在網(wǎng)絡(luò )中的活動(dòng)，例如分組的選路。主要包括：IP 協(xié)議（網(wǎng)際協(xié)議）、ICMP 協(xié)議（Internet 互聯(lián)網(wǎng)控制報文協(xié)議）、IGMP 協(xié)議（Internet 組管理協(xié)議）；
   • IP 協(xié)議：負責基于 IP 地址轉發(fā)數據包，不具有重發(fā)機制，是一種不可靠、無(wú)連接的傳輸協(xié)議，整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)能夠通過(guò)把 IP 地址的作為主機標識，跨越網(wǎng)絡(luò )傳送和接收數據包；
   • ICMP 協(xié)議：是 IP 協(xié)議的附屬協(xié)議，IP 層用它來(lái)與其他主機或路由器交換錯誤報文或其他重要信息。IP 數據包在發(fā)送過(guò)程中發(fā)生異常導致無(wú)法到達目的端，則使用 ICMP 協(xié)議給發(fā)送端發(fā)送一個(gè)異常消息通知，該協(xié)議也可用來(lái)檢查網(wǎng)絡(luò )的健康狀態(tài)；
   • IGMP 協(xié)議：它用來(lái)把一個(gè) UDP 數據報多播到多個(gè)主機；
4. 鏈路層：處理與傳輸媒介相關(guān)的物理接口細節。主要包括：操作系統的設備驅動(dòng)程序、計算機中對應的網(wǎng)絡(luò )接口卡；

互聯(lián)網(wǎng)的地址

按 IP 地址格式分類(lèi)

        互聯(lián)網(wǎng)上的每個(gè)接口必須有一個(gè)唯一的 IP 地址， IP 地址長(cháng)度 32 bit,，即 4 個(gè)字節，每個(gè) IP 地址都由 標識位、網(wǎng)絡(luò )號 和 主機號三部分組成。32 位二進(jìn)制數地址通常寫(xiě)成四個(gè)十進(jìn)制數， 每個(gè)十進(jìn)制整數對應一個(gè)字節，這就是“點(diǎn)分十進(jìn)制表示法”。 第一個(gè)十進(jìn)制整數即可區分 IP 地址類(lèi)型：0 ~ 127 A類(lèi)，128 ~ 191 B類(lèi)，192 ~ 223 C類(lèi)， 224 ~ 239 D類(lèi)， 240 ~ 225 E類(lèi)；下面是五類(lèi)不同的 IP 地址的結構：

A類(lèi)地址：

• 十進(jìn)制取值范圍 ：0.0.0.0 ~ 127.255.255.255；
• 二進(jìn)制取值范圍 ：0(標識位) 0000000(網(wǎng)絡(luò )號) 00000000 00000000 00000000(主機號) ~ 0(標識位) 1111111(網(wǎng)絡(luò )號) 11111111 11111111 11111111(主機號)；

• 十進(jìn)制取值范圍 ： 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255；
• 二進(jìn)制取值范圍 ：10(標識位) 000000 00000000(網(wǎng)絡(luò )號) 00000000 00000000(主機號) ~ 10(標識位) 111111(網(wǎng)絡(luò )號) 11111111 11111111 11111111(主機號)；

• 十進(jìn)制取值范圍 ： 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255；
• 二進(jìn)制取值范圍 ：110(標識位) 00000 00000000 00000000(網(wǎng)絡(luò )號) 00000000(主機號) ~ 110(標識位) 11111 11111111 11111111(網(wǎng)絡(luò )號) 11111111(主機號)；

• 十進(jìn)制取值范圍 ： 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255；
•  二進(jìn)制取值范圍 ： 1110(標識位) 0000 00000000 00000000 00000000 00000000(多播組號) ~ 1110(標識位) 1111 11111111 11111111 11111111(多播組號)；

• 十進(jìn)制取值范圍 ：240.0.0.0 ~ 255.255.255.255；
• 二進(jìn)制取值范圍 ：11110(標識位) 000 00000000 00000000 00000000(保留位) ~ 11110(標識位) 111 11111111 11111111 11111111(保留位)；

按照目的地址分類(lèi)

• 單播地址：目的端為單個(gè)主機；
• 廣播地址：目的端是給定網(wǎng)絡(luò )的所有主機；
• 多播地址：目的端是同一組的所有主機；

域名系統

        盡管可以通過(guò) IP 地址識別主機上的網(wǎng)絡(luò )接口，進(jìn)而訪(fǎng)問(wèn)主機，但是我們習慣于使用便于記憶的主機名。域名系統（DNS）可以提供 IP 地址和主機名之間的映射信息，它是一個(gè)分布的數據庫。所以在應用程序中可以調用系統函數實(shí)現 IP 地址和主機名之間的轉換。

封裝

        當應用程序使用 TCP 傳輸數據時(shí)，數據被送入到協(xié)議棧中，然后逐個(gè)通過(guò)每一層直到被當作一串比特流送入網(wǎng)絡(luò )。其中每一層都要增加一些首部信息，因為方便根據這些首部信息確認數據屬于哪一層或哪個(gè)協(xié)議，下面是應用程序使用 TCP 傳輸數據的過(guò)程：

分用

         分用： 目的主機在鏈路層接收到以太網(wǎng)數據幀時(shí), 該數據就開(kāi)始從協(xié)議棧中由底向上逐層上升，在每層都去掉該層的首部信息，并校驗首部信息是否正確，該過(guò)程就是分用；

        發(fā)送數據：從應用層到鏈路層逐層加數據包是封裝；接收數據：從鏈路層到應用層逐層解包是分用；

端口號

        端口號是在運輸層配合 TCP 或 UDP 協(xié)議使用的，使 TCP 或 UDP 能識別主機應用程序，脫離這兩個(gè)協(xié)議端口號將毫無(wú)用處；

數據相關(guān)概念

• 包 ：TCP / IP 協(xié)議中，每一層的數據都可以成為包；
• 幀 (以太網(wǎng)數據幀)：鏈路層包的單位；
• 數據包 (IP數據報)：網(wǎng)絡(luò )層以上包的單位，IP 給鏈路層的數據包稱(chēng)為 IP 數據報 (IP datagram)；
• 段 (TCP 報文段) ： TCP 數據包，TCP 傳遞給 IP 的數據包成為 TCP 報文段 (TCP segment)；
• 消息： 應用層的數據包；