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  • IP地址和子网掩码的作用什么

    千次阅读 2016-02-22 20:59:47
    IP地址   在Internet上连接的所有计算机,从大型机到微型计算机都是以独立的身份出现,我们称它为主机。为了实现各主机间的通信,每台主机都必须有一个唯一的网络地址。就好像每一个住宅都有唯一的门牌一样,才不...
    ip地址是用来上网的,子网掩码是用来辨别是哪个网段的 每台电脑要连接到网络都要有一个自己的ip,这个ip是独一无二的,每个电脑都是不同的,就好比是你的家庭地址一样,每个人地方的地址都是独一无二的,有了这个IP才可以上网,而子网掩码是用来分清网段的,每个ip都属于不同的网段,有了ip跟子网掩码就可以知道哪个ip地址是属于哪个网段的 ip地址分为五大类 A类:0.0.0.1~126.255.255.255 B类:128.0.0.1~191.255.255.255
     C类:192.0.0.1~223.255.255.255 D类:224.0.0.1~248.255.255.255 E类:249.0.0.1~255.255.255.255 投入使用的只有ABC三类,DE两类是保留的


    IP地址  
       在Internet上连接的所有计算机,从大型机到微型计算机都是以独立的身份出现,我们称它为主机。为了实现各主机间的通信,每台主机都必须有一个唯一的网络地址。就好像每一个住宅都有唯一的门牌一样,才不至于在传输资料时出现混乱。
      Internet的网络地址是指连入Internet网络的计算机的地址编号。所以,在Internet网络中,网络地址唯一地标识一台计算机。
      我们都已经知道,Internet是由几千万台计算机互相连接而成的。而我们要确认网络上的每一台计算机,靠的就是能唯一标识该计算机的网络地址,这个地址就叫做IP(Internet Protocol的简写)地址,即用Internet协议语言表示的地址。
      目前,在Internet里,IP地址是一个32位的二进制地址,为了便于记忆,将它们分为4组,每组8位,由小数点分开,用四个字节来表示,而且,用点分开的每个字节的数值范围是0~255,如202.116.0.1,这种书写方法叫做点数表示法。
    地址分类
      IP地址可确认网络中的任何一个网络和计算机,而要识别其它网络或其中的计算机,则是根据这些IP地址的分类来确定的。一般将IP地址按节点计算机所在网络规模的大小分为A,B,C三类,默认的网络屏蔽是根据IP地址中的第一个字段确定的。
      1. A类地址
      A类地址的表示范围为:1.0.0.1~126.255.255.255,默认网络屏蔽为:255.0.0.0;A类地址分配给规模特别大的网络使用。A类网络用第一组数字表示网络本身的地址,后面三组数字作为连接于网络上的主机的地址。分配给具有大量主机(直接个人用户)而局域网络个数较少的大型网络。例如IBM公司的网络。
      127.0.0.0到127.255.255.255是保留地址,用做循环测试用的。
      0.0.0.0到0.255.255.255也是保留地址,用做表示所有的IP地址。
      一个A类IP地址由1字节(每个字节是8位)的网络地址和3个字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“0”,即第一段数字范围为1~127。每个A类地址理论上可连接16777214<256*256*256-2>台主机(-2是因为主机中要用去一个网络号和一个广播号),Internet有126个可用的A类地址。A类地址适用于有大量主机的大型网络。
      2. B类地址
      B类地址的表示范围为:128.0.0.1~191.255.255.255,默认网络屏蔽为:255.255.0.0;B类地址分配给一般的中型网络。B类网络用第一、二组数字表示网络的地址,后面两组数字代表网络上的主机地址。
      169.254.0.0到169.254.255.255是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址,而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器,这时你将会从169.254.0.0到169.254.255.255中临时获得一个IP地址。
      一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是“10”,即第一段数字范围为128~191。每个B类地址可连接65534(2^16-2, 因为主机号的各位不能同时为0,1)台主机,Internet有16383(2^14-1)个B类地址(因为B类网络地址128.0.0.0是不指派的,而可以指派的最小地址为128.1.0.0[COME06])。
      3. C类地址
      C类地址的表示范围为:192.0.0.1~223.255.255.255,默认网络屏蔽为:255.255.255.0;C类地址分配给小型网络,如一般的局域网,它可连接的主机数量是最少的,采用把所属的用户分为若干的网段进行管理。C类网络用前三组数字表示网络的地址,最后一组数字作为网络上的主机地址。
      一个C类地址是由3个字节的网络地址和1个字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是“110”,即第一段数字范围为192~223。每个C类地址可连接254台主机,Internet有2097152个C类地址段(32*256*256),有532676608个地址(32*256*256*254)。
      RFC 1918留出了3块IP地址空间(1个A类地址段,16个B类地址段,256个C类地址段)作为私有的内部使用的地址。在这个范围内的IP地址不能被路由到Internet骨干网上;Internet路由器将丢弃该私有地址。
      IP地址类别 RFC 1918内部地址范围
      A类 10.0.0.0到10.255.255.255
      B类 172.16.0.0到172.31.255.255
      C类 192.168.0.0到192.168.255.255
      使用私有地址将网络连至Internet,需要将私有地址转换为公有地址。这个转换过程称为网络地址转换(Network Address Translation,NAT),通常使用路由器来执行NAT转换。
      实际上,还存在着D类地址和E类地址。但这两类地址用途比较特殊,在这里只是简单介绍一下:
      D类地址不分网络地址和主机地址,它的第1个字节的前四位固定为1110。D类地址范围:224.0.0.1到239.255.255.254 。D类地址用于多点播送。D类地址称为广播地址,供特殊协议向选定的节点发送信息时用。
      E类地址保留给将来使用。
      连接到Internet上的每台计算机,不论其IP地址属于哪类都与网络中的其它计算机处于平等地位,因为只有IP地址才是区别计算机的唯一标识。所以,以上IP地址的分类只适用于网络分类。
      在Internet中,一台计算机可以有一个或多个IP地址,就像一个人可以有多个通信地址一样,但两台或多台计算机却不能共享一个IP地址。如果有两台计算机的IP地址相同,则会引起异常现象,无论哪台计算机都将无法正常工作。
      顺便提一下几类特殊的IP地址:
      1. 广播地址目的端为给定网络上的所有主机,一般主机段为全1
      2. 单播地址目的端为指定网络上的单个主机地址
      3. 组播地址目的端为同一组内的所有主机地址
      4. 环回地址127.0.0.1 在环回测试和广播测试时会使用
    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。
    注意事项
      内部地址和外部地址在局域网的IP地址分配中,并没有区别,都可以使用。
      在局域网的IP地址分配中,子网屏蔽的“1”部分只要和对应的IP地址分类规定的前几个二进制数一致即可。
    子网划分
      若公司不上Internet,那一定不会烦恼IP地址的问题,因为可以任意使用所有的IP地址,不管是A类或是B类,这个时候不会想到要用子网,但若是上Internet那IP地址便弥足珍贵了,目前全球一阵Internet热,IP地址已经愈来愈少了,而所申请的IP地址目前也趋饱和,而且只有经申请的IP地址能在Internet使用,但对某些公司只能申请到一个C类的IP地址,但又有多个点需要使用,那这时便需要使用到子网,这就需要考虑子网的划分,下面简介子网的原理及如何规划。
        子网掩码(Subnet Mask)
      设定任何网络上的任何设备不管是主机、个人电脑、路由器等皆需要设定IP地址,而跟随着IP地址的是所谓的子网掩码(NetMask,Subnet Mask),这个子网掩码主要的目的是由IP地址中也能获得网络编码,也就是说IP地址和子网掩码合作而得到网络编码,如下所示:
      IP地址
      192.10.10.6         11000000.00001010.00001010.00000110
      子网掩码
      255.255.255.0     11111111.11111111.11111111.00000000
      AND                     (位与 &)
      -------------------------------------------------------------------
      Network Number
      192.10.10.0         11000000.00001010.00001010.00000000
      子网掩码有所谓的默认值,如下所示
      类 IP地址范围 子网掩码
      A 1.0.0.0-126.255.255.255 255.0.0.0
      B 128.0.0.0-191.255.255.255 255.255.0.0
      C 192.0.0.0-223.255.255.255 255.255.255.0
      在预设的子网掩码(Net Mask)都只有255的值,在谈到子网掩码(Subnet Mask)时这个值便不一定是255了。在完整一组C类地址中如203.67.10.0-203.67.10.255 子网掩码255.255.255.0,203.67.10.0称之网络编码(Network Number,将IP 地址和子网掩码作和),而203.67.10.255是广播的IP地址,所以这两者皆不能使用,实际只能使用203.67.10.1--203.67.10.254等254个IP地址,这是以255.255.255.0作子网掩码的结果,而所谓Subnet Msk尚可将整组C类地址分成数组网络编码,这要在子网掩码上作手脚,若是要将整组C类地址分成2个网络编码那子网掩码设定为255.255.255.128,若是要将整组C类分成8组网络编码则子网掩码要为255.255.255.224,这是怎么来的,由以上知道网络编码是由IP地址和子网掩码作AND而来的,而且将子网掩码以二进制表示法知道是1的会保留,而为0的去掉
      192.10.10.193--11000000.00001010.00001010.11000001
      255.255.255.0--11111111.11111111.11111111.00000000
      --------------------------------------------------------------
      192.10.10.0--11000000.00001010.00001010.00000000
      以上是以255.255.255.0为子网掩码的结果,网络编码是192.10.10.0,若是使用255.255.255.224作子网掩码结果便有所不同
      192.10.10.193--11000000.00001010.00001010.11000001
      255.255.255.224--11111111.11111111.11111111.11100000
      --------------------------------------------------------------
      192.10.10.192--11000000.00001010.00001010.11000000
      此时网络编码变成了192.10.10.192,这便是子网。那要如何决定所使用的子网掩码,255.255.255.224以二进制表示法为11111111.11111111.11111111.11100000,变化是在最后一组,11100000便是224,以三个位(Bit)可表示2的3次方便是8个网络编码
      子网掩码二进制表示法可分几个网络
      255.255.255.011111111.11111111.11111111.000000001
      255.255.255.128
      11111111.11111111.11111111.100000002
      255.255.255.192
      11111111.11111111.11111111.110000004
      255.255.255.224
      11111111.11111111.11111111.111000008
      255.255.255.240
      11111111.11111111.11111111.1111000016
      255.255.255.248
      11111111.11111111.11111111.1111100032
      255.255.255.252
      11111111.11111111.11111111.1111110064
      以下使用255.255.255.224将C类地址203.67.10.0分成8组网络编码,各个网络编码及其广播IP地址及可使用之IP地址序号网络编码广播可使用之IP地址
      (1)203.67.10.0--203.67.10.31
      203.67.10.1--203.67.10.30
      (2)203.67.10.32--203.67.10.63
      203.67.10.33--203.67.10.62
      (3)203.67.10.64--203.67.10.95
      203.67.10.65--203.67.10.94
      (4)203.67.10.96--203.67.10.127
      203.67.10.97--203.67.10.126
      (5)203.67.10.128--203.67.10.159
      203.67.10.129--203.67.10.158
      (6)203.67.10.160--203.67.10.191
      203.67.10.161--203.67.10.190
      (7)203.67.10.192--203.67.10.223
      203.67.10.193--203.67.10.222
      (8)203.67.10.224--203.67.10.255
      203.67.10.225--203.67.10.254
      可验证所使用的IP地址是否如上表所示
      203.67.10.115--11001011.01000011.00001010.01110011
      255.255.255.224--11111111.11111111.11111111.11100000
      --------------------------------------------------------------
      203.67.10.96--11001011.01000011.00001010.01100000
      203.67.10.55--11001011.01000011.00001010.00110111
      255.255.255.224--11111111.11111111.11111111.11100000
      --------------------------------------------------------------
      203.67.10.32--11001011.01000011.00001010.00100000
      其它的子网掩码所分成的网络编码可自行以上述方法自行推演出来。
        子网作用
      使用子网是要解决只有一组C类地址但需要数个网络编码的问题,并不是解决IP地址不够用的问题,因为使用子网反而能使用的IP地址会变少,子网通常是使用在跨地域的网络互联之中,两者之间使用路由器连线,同时也上Internet,但只申请到一组C 类IP地址,过路由又需不同的网络,所以此时就必须使用到子网,当然二网络间也可以远程桥接(Remote Bridge,字面翻译)连接,那便没有使用子网的问题
     
     
    子网掩码的主要功能是告知网络设备,一个特定的IP地址的哪一部分是包含网络地址与子网地址,哪一部分是主机地址。网络的路由设备只要识别出目的地址的网络号与子网号即可作出路由寻址决策,IP地址的主机部分不参与路由器的路由寻址操作,只用于在网段中唯一标识一个网络设备的接口。 


    本来,如果网络系统中只使用A、B、C这三种主类地址,而不对这三种主类地址作子网划分或者进行主类地址的汇总,则网络设备根据IP地址的第一个字节的数值范围即可判断它属于A、B、C中的哪一个主类网,进而可确定该IP地址的网络部分和主机部分,不需要子网掩码的辅助。 


    但为了使系统在对A、B、C这三种主类网进行了子网的划分,或者采用无类别的域间选路技术(Classless Inter-Domain Routing,CIDR)对网段进行汇总的情况下,也能对IP地址的网络及子网部分与主机部分作正确的区分,就必须依赖于子网掩码的帮助。 


    子网掩码使用与IP相同的编址格式,子网掩码为1的部分对应于IP地址的网络与子网部分,子网掩码为0的部分对应于IP地址的主机部分。将子网掩码和IP地址作"与"操作后,IP地址的主机部分将被丢弃,剩余的是网络地址和子网地址。例如,一个IP分组的目的IP地址为:10.2.2.1,若子网掩码为:255.255.255.0,与之作"与"运算得:10.2.2.0,则网络设备认为该IP地址的网络号与子网号为:10.2.2.0。子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。 


    最为简单的理解就是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND运算后,如果得出的结果是相同的,则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的,可以进行直接的通讯。就这么简单。 


    请看以下示例: 


    运算演示之一:aa 


    I P 地址  192.168.0.1 


    子网掩码  255.255.255.0 


    AND运算 


    转化为二进制进行运算: 


    I P 地址 11010000.10101000.00000000.00000001 


    子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000 


    AND运算 


     11000000.10101000.00000000.00000000 


    转化为十进制后为: 


    192.168.0.0 


    运算演示之二: 


    I P 地址  192.168.0.254 


    子网掩码  255.255.255.0 


    AND运算 


    转化为二进制进行运算: 


    I P 地址 11010000.10101000.00000000.11111110 


    子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000 


    AND运算 


     11000000.10101000.00000000.00000000 


    转化为十进制后为: 


    192.168.0.0 


    运算演示之三: 


    I P 地址  192.168.0.4 


    子网掩码  255.255.255.0 


    AND运算 


    转化为二进制进行运算: 


    I P 地址 11010000.10101000.00000000.00000100 


    子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000 


    AND运算 


     11000000.10101000.00000000.00000000 


    转化为十进制后为: 


    192.168.0.0 


    通过以上对三组计算机IP地址与子网掩码的AND运算后,我们可以看到它运算结果是一样的。均为192.168.0.0 


    所以计算机就会把这三台计算机视为是同一子网络,然后进行通讯的。我现在单位使用的代理服务器,内部网络就是这样规划的。 


    也许你又要问,这样的子网掩码究竟有多少了IP地址可以用呢?你可以这样算。 


    根据上面我们可以看出,局域网内部的ip地址是我们自己规定的(当然和其他的ip地址是一样的),这个是由子网掩码决定的通过对255.255.255.0的分析。可得出: 


    前三位IP码由分配下来的数字就只能固定为192.168.0所以就只剩下了最后的一位了,那么显而易见了,ip地址只能有(2的8次方-1),即256-1=255一般末位为0或者是255的都有其特殊的作用。 


    但是这样划分但浪费地址了,所以后来又引出一种叫VLSM(可变长掩码)的新算法。 


    如果共有50台机器,那一定是用C类地址。但是如果用C类的话每一个网段可以用到253台主机而你现在只有50台,这样的话不是要浪费200台了吗?但是如果用了VLSM就不同了请看。 


    如果是静态掩码的话C类地址因该是255.255.255.0 


    50<2的7次方,化为十进制就是64。所以VLSM就是255.255.255.64 


    例一:IP:192.168.0.1 


    SubstMask:255.255.255.64 


    转化为二进制11000000.10101000.00000000.00000001 


    11111111.11111111.00000000.1000000 


    AND与运算 


    11000000.10101000.00000000.00000000 


    转化为十进制192.168.0.0 


    例二:192.168.0.50 


    SubstMask:255.255.255.64 


    转化为二进制11000000.10101000.00000000.00110010 


    11111111.11111111.11111111.01000000 


    AND与运算 


    11000000.10101000.00000000.00000000 


    转化为十进制192.168.0.0 


    以上二个地址在同一网段 


    再看: 


    例三:IP:192.168.0.65 


    SubstMask:255.255.255.64 


    转化为二进制11000000.10101000.00000000.01000001 


    11000000.10101000.00000000.01000000 


    AND与运算 


    110000000.10101000.00000000.010000000 


    转化为十进制192.168.0.64 


    划开了!!就这么简单! 
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  • 由于不同网络信道访问方式和数据传送方式不同,IP定义了标准的数据格式(IP数据报)和地址格式(IP地址),屏蔽不同 物理网络技术的差别并用路由器连接起来的多个物理网络,实现异构网络互联。 为确保异构网络组成...

    TCP/IP协议族由应用层传输层网络层数据链路层物理层构成,每一层的功能由一个或多个协议实现

    TCP/IP协议族模型各层所处网络和用到的协议:
    物理层&数据链路层:ARPANET 、SATNET 、Packet radio 、LAN
    网络层:IP
    传输层:TCP 、 UDP
    应用层:TELNET 、FTP 、 SMTP 、 DNS

    Intenet是由各种不同的网络构成的,这些网络在信道的访问方式和数据传送方式上存在差异,网络互联的目的就是隐藏底层网络硬件细节,同时提供一般的服务通信,Vinton Cerf提出网络互联的技术思路:在每个网络内部使用各自的通信协议,每个网络与其他网络通信时使用TCP/IP协议族。
    由于不同网络信道访问方式和数据传送方式不同,IP定义了标准的数据格式(IP数据报)和地址格式(IP地址),屏蔽不同 物理网络技术的差别并用路由器连接起来的多个物理网络,实现异构网络互联。
    为确保异构网络组成的系统正确和高效地运转,还必须解决以下问题:
    首先,选路及数据报在跨越多个物理网络时的正确转发,它要求所有路由器对整个网络系统有一致的、准确的认识,这需要路由协议。其次,通信信道非理想,网络通信不可靠,使用可靠传输的机制。再次,对于复杂系统,要有一定的控制机制。如:发生拥塞时要能够进行控制。
    上述这些问题TCP/IP协议族的设计者,针对每个问题都引入专门的协议来解决,如OSPF、RIP和BGP等协议用于路由信息的维护,ICMP实现网络控制,TCP提高可靠性。从而保证了异构网络正确高效的运作。

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  • 互联技术  虽然作为程序员来讲不必过多...因此有网络基础对成为一个高级软件架构师有着无比轻重的作用,因此接下来几篇文章我会给大家介绍下网络相关的知识,  目前主流的互联技术包括小规模的主机互联(局域网)


     转载请标明出处: http://blog.csdn.net/sk719887916/article/details/46773109 作者:skay 


     一 互联技术

       虽然作为程序员来讲不必过多的去了解网络互联的相关技术,但是目前互联网已经转向了物联网时代,从刚开始的软件+网络,成为今天的硬件+软件+网络的模式(即物联网)

    智能家居的实现模式也是典型的物联网产物。因此有网络基础对成为一个高级软件架构师有着无比轻重的作用,因此接下来几篇文章我会给大家介绍下网络相关的知识,


       目前主流的互联技术包括小规模的主机互联(局域网)和大规模的主机互联(广域网)。


        主机互联一般基于的通信模式有一对一通信(双方)和多对多通信(多方)由以下两种通信方式。


       1  双方通信


        –双方信息打包后放到通信线路上发送,就能到达对方。
        –在通信线路上只有两方,所收到的信息必然是对方发过来给我的。


       2 多方通信 

                -只将信息打包后就放到通信线路上去发送,那么就无法知道到是从哪儿发来的然后到底底是发给谁的信息。

               因此,我们需要给每一个通信终端都编一个号,也就是IP地址(IP地址)。

           虽然程序员和硬件扯不上太大的关系,但是我们还是要知道早期的局域网是同过双绞线和同轴电缆当作通信介质,但是由于介质的损耗和带宽问题,目前已采用光纤通信,

    采用光速,不仅提高了传输速率,而且减少了损耗。以下两种介质的对比。

    名称

    速率

    介质类型

    最大线缆长度

    10BASE2

    10Mbps

    细同轴电缆

    200

    10BASE-T

    10Mbps

    双绞线

    100


     二  网络基础

          在大致了解网络通信前,我们必须了解几个概念,IP地址,MAC地址,路由表,TCP/UDP协议,和网络层次模型

       1 OSI 七层模型

       
       


             计算机网络通信制定的一个7层框架,协议的七层框架,称为:“OSI/RM"。OSI模型分为七层,依次从底层到上层为,物理层,数据链路层,传输层,会话层,表示层,应用层。每个层此又为上层提供服务,说

       2 TCP/IP 四层模型


         TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构,分别为: 


         应用层:应用程序间沟通的层,如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Telnet)等。 


         传输层:它提供了节点间的数据传送服务,如传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)等,TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中,这一层负责传送数据,并且确定数据已被送达并接收。 


         互连网络层:负责提供基本的数据封包传送功能,让每一块数据包都能够到达目的主机(但不检查是否被正确接收),如网际协议(IP)。 


           网络接口层:对实际的网络媒体的管理,定义如何使用实际网络(如Ethernet、Serial Line等)来传送数据。
        两种层次模型的对比图.
                                          
     其具体功能前我用现实中的硬件设备来对比一下.

    --物理层:网卡,网线,集线器,中继器,调制解调器
    --数据链路层:网桥,交换机
    --网络层:路由器

    --网关:工作在第四层传输层及其以上。
      对于稍微有网络基础的开发人员来说这些名词不会太陌生.到这问题又来了什么是网桥,什么是中继器?
    --中继器 
       中继器是局域网环境下用来延长网络距离的最简单最廉价的网络互联设备,操作在OSI的物理层,中继器对在线路上的信号具有放大再生的功能,用于扩展局域网网段的长度(仅用于连接相同的局域网网段)。
    中继器(RP repeater)是连接网络线路的一种装置,常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。中继器主要完成物理层的功能,负责在两个节点的物理层上按位传递信息,完成信号的复制、调整和放大功能,以此来延长网络的长度。
       也就说类似生活中变电的变压器功能。
     --网桥
       网桥不是真实的物质东西,而是一个作用域的代名词,网桥(Bridge)像一个聪明的中继器。中继器从一个网络电缆里接收信号, 放大它们,将其送入下一个电缆。相比较而言,网桥对从关卡上传下来的信息更敏锐一些。网桥是一种对帧进行转发的技术,根据MAC分区块,可隔离碰撞。网桥将网络的多个网段在数据链路层连接起来。
    网桥也叫桥接器,是连接两个局域网的一种存储/转发设备,它能将一个大的LAN分割为多个网段,或将两个以上的LAN互联为一个逻辑LAN,使LAN上的所有用户都可访问服务器。
      -- 交换机

        交换机就是用来进行报文交换的机器。多为链路层设备(二层交换机),能够进行地址学习,采用存储转发的形式来交换报文.。

        -- 路由器

      -路由器用来连通不同的网络,另一个作用是选择信息和分发传送的线路功能。选择通畅快捷的近路,能大大提高通信速度,减轻网络系统通信负荷,节约网络系统资源,提高网络系统畅通率。 

        具有多个接口,用于连接多个IP子网及多种链路,并实现其互联互通的网络设备。工作在OSI第三层,其主要工作任务是在网络中转发IP数据包


      3 MAC地址


       Mac地址即设备物理地址,他类似人类的身份证,每个人出生就开始编制了号码,其互联网设备出厂也会标志唯一的mac地址,物理地址由IEEE统一指定和分配,比如联想和惠普就有不同的区段范围的mac地址,其原理和规则是: MAC统一编址,MAC地址长6个字节(48位),全球唯一。前24为OUI,由IEEE分配给各网络厂家。后24位为EUI,由厂家自行分配。


       4 路由表

       又称全局路由表,存储在路由器的内存中,用于指示路由器发送IP数据包转发至正确目的地的信息表。列如,生活中我们去乘火车,我们只关心目的城市,从上车之前我们并不知道其最近路线,二路由器就里面就保存着我们下一站的信息,火车没到一个站,都要经过铁路公司的统一安排开始进入对应的股道,而路由器就是铁路中的小枢纽站一样。

       

    协议

    标网段/掩码

    出口

    下一跳

    C

    192.168.1.0/55

    S0/0

    -----

    C

    192.168.1.4/45

    S0/1

    -----

    b

    192.168.10.0/23

    F0/0

    -----

    S

    192.168.18.0/20

    S0/0

    192.168.1.2

    O

    192.168.22.0/219

    S0/1

    192.168.1.6


    5 TCP/IP

       上面提到Tcp /IP是一种互联网通信协议,它包括四层模型,各自进行自己的职责。TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网,以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。通俗而言:TCP负责发现传输的问题,一有问题就发出信号,要求重新传输,直到所有数据安全正确地传输到目的地

     --IP

    IP层接收由更低层(网络接口层例如以太网设备驱动程序)发来的数据包,并把该数据包发送到更高层---TCP或UDP层;相反,IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的,因为IP并没有做任何事情来确认数据包是否按顺序发送的或者有没有被破坏,IP数据包中含有发送它的主机的地址(源地址)和接收它的主机的地址(目的地址)。
    高层的TCP和UDP服务在接收数据包时,通常假设包中的源地址是有效的。也可以这样说,IP地址形成了许多服务的认证基础,这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的。IP确认包含一个选项,叫作IP source routing,可以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径。对于一些TCP和UDP的服务来说,使用了该选项的IP包好像是从路径上的最后一个系统传递过来的,而不是来自于它的真实地点。这个选项是为了测试而存在的,说明了它可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接。那么,许多依靠IP源地址做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵。

    --TCP



         TCP是面向连接的通信协议,通过三次握手建立连接,通讯完成时要拆除连接,由于TCP是面向连接的所以只能用于端到端的通讯。
        TCP提供的是一种可靠的数据流服务,采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制,所谓窗口实际表示接收能力,用以限制发送方的发送速度。
    如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包,那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查,同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认,所以未按照顺序收到的包可以被排序,而损坏的包可以被重传。
        TCP将它的信息送到更高层的应用程序,例如Telnet的服务程序和客户程序。应用程序轮流将信息送回TCP层,TCP层便将它们向下传送到IP层,设备驱动程序和物理介质,最后到接收方。
    面向连接的服务(例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP)需要高度的可靠性,所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP(发送和接收域名数据库),但使用UDP传送有关单个主机的信息。

    常见Tcp的端口号
      

    协议

    端口号

    协议

    端口号

    协议

    端口号

    FTP

    21

    HTTP

    80

    SMTP

    25

    FT-data

    20

    HTTPS

    443

    POP3

    110

    Telnet

    23

    SQL

    1433

    Tacacs+

    49

    SSH

    22

    Oracel

    1521

    DNS

    53


    --UDP

          UDP是面向无连接的通讯协议,UDP数据包括目的端口号和源端口号信息,由于通讯不需要连接,所以可以实现广播发送(单播、广播、组播)。
            UDP通讯时不需要接收方确认,属于不可靠的传输,可能会出现丢包现象,实际应用中要求程序员编程验证。
          UDP与TCP位于同一层,但它不管数据包的顺序、错误或重发。因此,UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务,UDP主要用于那些面向查询---应答的服务,例如NFS。相对于FTP或Telnet,这些服务需 要      交换的信息量较小。使用UDP的服务包括NTP(网络时间协议)和DNS(DNS也使用TCP)。
           欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易,因为UDP没有建立初始化连接(也可以称为握手)(因为在两个系统间没有虚电路),也就是说,与UDP相关的服务面临着更大的危险。
     

    常见Tcp的端口号:

    协议

    端口号

    协议

    端口号

    协议

    端口号

    DHCP

    67   68

    Radius

    1812 1813

    WINS

    42

    TFTP

    69

    NTP

    123

    NETBIOS

    137 138 139

    SNMP

    161  162

    RIP

    520

    DNS

    53


    --ICMP



    ICMP与IP位于同一层,它被用来传送IP的控制信息。它主要是用来提供有关通向目的地址的路径信息。ICMP的‘Redirect’信息通知主机通向其他系统的更准确的路径,而‘Unreachable’信息则指出路径有问题。另外,如果路径不可用了,ICMP可以使TCP连接‘体面地’终止。PING是最常用的基于ICMP的服务。

    --端口

      TCP和UDP服务通常有一个客户/服务器的关系,例如,一个Telnet服务进程开始在系统上处于空闲状态,等待着连接。用户使用Telnet客户程序与服务进程建立一个连接。客户程序向服务进程写入信息,服务进程读出信息并发出响应,客户程序读出响应并向用户报告。因而,这个连接是双工的,可以用来进行读写。
      两个系统间的多重Telnet连接是如何相互确认并协调一致呢?TCP或UDP连接唯一地使用每个信息中的如下四项进行确认:
     *源IP地址 发送包的IP地址。
    *目的IP地址 接收包的IP地址。
    *源端口 源系统上的连接的端口。
    * 目的端口 目的系统上的连接的端口。

         端口是一个软件结构,被客户程序或服务进程用来发送和接收信息。一个端口对应一个16比特的数。服务进程通常使用一个固定的端口,例如,SMTP使用25、Xwindows使用6000。Tomcat的端口:8080,这些端口号是‘广为人知’的,因为在建立与特定的主机或服务的连接时,需要这些地址和目的地址进行通讯,列如我们去建立聊天通讯的指定的自定义端口(8090)。


    --数据格式

       数据帧:帧头+IP数据包+帧尾 (帧头包括源和目标主机MAC初步地址及类型,帧尾是校验字)
      IP数据包:IP头部+TCP数据信息(IP头包括源和目标主机IP地址、类型、生存期等)
      TCP数据信息:TCP头部+实际数据 (TCP头包括源和目标主机端口号、顺序号、确认号、校验字等)

      常见的以太帧结构
       


    --IP地址

          在因特网上连接的所有计算机,从大型机到微型计算机都是以独立的身份出现,我们称它为主机。为了实现各主机间的通信,每台主机都必须有一个唯一的网络地址。就好像每一个住宅都有唯一的门牌一样,才不至于在传输资料时出现混乱。
    Internet的网络地址是指连入Internet网络的计算机的地址编号。所以,在Internet网络中,网络地址唯一地标识一台计算机。我们都已经知道,Internet是由几千万台计算机互相连接而成的。而我们要确认网络上的每一台计算机,靠的就是能唯一标识该计算机的网络地址,这个地址就叫做IP(Internet Protocol的简写)地址,即用Internet协议语言表示的地址。
    在Internet里,IP地址是一个32位的二进制地址,为了便于记忆,将它们分为4组,每组8位,由小数点分开,用四个字节来表示,而且,用点分开的每个字节的数值范围是0~255,如202.116.0.1,这种书写方法叫做点数表示法。

      IP包的头文件结构:


                


         对有着开发经验的程序员来说,概念或许你并不知道,但是你知道socket建立时我需要指定目标地址,和主机端口号。而这些是怎么IP协议发送过去的呢,首先发送方进行封包,路由器进行不断转发,最后找到目标主机进行拆包,然后读取信息。

        网络建立连接有个三次握手协议,通俗讲,小时候你出去玩了,你很饿,你就喊妈妈,问妈妈饭最好了吗,你妈妈说好了,你说可以过去吃饭吗,妈妈说可以了,这样你才能回家吃饭。计算机通信也是这样。

     如下图,A向B请求,B收到后应答给A,然后A收到B的应答信息后再继续应答B, B收到后双方建立连接。 注意:后面我们程序的非对称加密协议和网网络连接一样类似,后面我会讲到。

                              

       

        当我的连接建立时我通常开始主机A的封包和主机B的解包,当然解包是封包的逆过程,通常称为完整的一次连接。

                                          

           这里我们还需要知道两个概念DNS和ARP

        --DNS

        提供域名解析服务将URL中的域名解析成IP地址

        - -ARP

          将IP地址解析成MAC地址

         

          通过今天的学习,我们可以大概了解下TCP/IP的架构分布和传输协议,以及网络通讯的术语和各自功能,包括几种连接方式,其建立成功连接需要的必要数据结构,曾经记得有次面试

    遇到了有关网络的面试题,有可能面试官懂点网络基础,想来虐虐我,最后没想到我从头讲到尾,但遗憾的是我还是未被录取。在下面的几篇文章中,我大致会给大家介绍下网络分布拓扑和

    网络安全知识和数据加解密的有关知识,但只限于作为程序员来讲方面的知识。欢迎阅读。

    转载请标明出处: http://blog.csdn.net/sk719887916/article/details/46773109 作者:skay 


       

       



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  • 双机互联

    2019-04-02 11:10:29
    1-3、2-6 交叉接法: 我们要的是电脑连电脑。这种方式就是一根网线...水晶头的第 1、2 和第 3、6 脚,它们分别起着收、发信号的作用。将一端的 1 号和 3 号线、2 号和 6 号线互换一下位置,就能够在物理层实现一端...

    1-3、2-6 交叉接法:

    我们要的是电脑连电脑。这种方式就是一根网线,有两个头。一头插在一台电脑的网卡上,另一 头插在另一台电脑的网卡上。但是在当时,普通的网线这样是通不了的,所以水晶头要做交叉 线,用的就是所谓的1-3、2-6 交叉接法。

    水晶头的第 1、2 和第 3、6 脚,它们分别起着收、发信号的作用。将一端的 1 号和 3 号线、2 号和 6 号线互换一下位置,就能够在物理层实现一端发送的信号,另一端能收到。

    当然电脑连电脑,除了网线要交叉,还需要配置这两台电脑的 IP 地址、子网掩码和默认网关。 要想两台电脑能够通信,这三项必须配置成为一个网络,可以 一个是 192.168.0.1/24,另一个是 192.168.0.2/24,否则是不通的。

     

    多机互联 (物理层、数据链路层)

    hub就完事了 完全在物理层工作。它会将自己收到的每一个字节,都复制到其他端口上去。

    这是第一层物理层联通的方案。

    此外需要采取数据链路层,因为对于传输数据会瞎传:

    Hub 采取的是广播的模式,如果每一台电脑发出的包,每个电脑都能收到,那不对了。这就需要解决几个问题:

    1、这个包是发给谁的?谁应该接收?

    2、 大家都在发,会不会产生混乱?有没有谁先发、谁后发的规则?

    3、 如果发送的时候出现了错误,怎么办?

    这也就是MAC 层要解决的问题。Medium Access Control即媒体访问控制。

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    那回环地址到底有什么作用呢? 系统管理员完成网络规划之后,为了方便管理,会为每一台路由器创建一个loopback 接口,并在该接口上单独指定一个IP 地址作为管理地址,管理员会使用该地址对路由器远程登录(telnet )...
  • 代理IP是什么?代理IP有什么作用

    千次阅读 2021-03-05 12:57:07
    代理IP是什么?代理IP有什么作用? 随着互联网的普及与高速发展,互联网工作者对于网络的需求也越来越大...下面就为大家详细介绍什么是IP代理,以及IP代理的用处。 一、代理IP是什么? 代理IP又称代理服务器(Proxy Serv
  • 为此,国际标准化组织(ISO)在1979年建立了一个 分委员会来专门研究一种用于开放系统互联的体系结构(Open Systems Interconnection)简称OSI,"开放"这个词表示:只要遵循OSI标准,一个系统可以和位于世界上任何...
  • 1. 网络层概述网络的互联问题大规模的计算机网络一般采用分层组网技术,即网络互联。原因: 避免大规模网络交换机寻址的复杂性; 解决不同物理网络(异构网络)的兼容性。 Internet网络层采用IP协议,其核心就是...
  • 网路互联期末复习(笔试)

    千次阅读 多人点赞 2019-12-21 15:43:21
    网路互联期末复习(笔试) 简答题(7x8’=56’) 1.三层交换机的特点 (1) 由硬件结合实现数据的高速转发。不是简单的二层交换和路由器的叠加,三层路由模块直接叠加在二层交换机的高速背板总线上,突破了传统...

空空如也

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