TCP/IP详解 学习笔记 chapter 1概述

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TCP/IP - 四层协议系统

网络协议通常分不同层次进行开发，每一层分别负责不同的通信功能。一个协议族，比如TCP/IP是一组不同层次上多个协议的组合。

应用层：负责处理特定应用程序细节，使用端到端的协议, 协议：Telnet 远程登录，FTP文件传输协议，SMTP简单邮件传输协议，SNMP简单网络管理协议。应用程序通常是一个用户进程，而下三层通常在内核中进行。

运输层: 负责两台主机上应用程序提供端到端的通信，协议：TCP协议，UDP协议

网络层（互联网层）：负责处理分组在网络上的活动，如分组的选路。协议：IP协议，ICMP协议，IGMP协议。

链路层（网络接口层）：负责处理与电缆的物理接口细节。

构造互联网

网络通信有非常多的方式，但如果我们对互联网的通信有一个统一的标准，那么不管一个网络的内部是怎样实现的，只要和其它网络进行通信时采用这个标准，就可以进行无障碍通信。从用户角度来看，他们根本觉察不到两个网络的存在，他们会认为所有用户都处于一个网络之中。

一般来说，将网络互联起来需要使用中间设备, 根据中间设备的所在层次,有以下四种:

• 物理层 -- 转发器

• 链路层 -- 网桥或者桥接器

• 网络层 -- 路由器

  路由器：构建互联网最简单的方法是把两个或多个网络通过路由器进行连接。路由器可以为不同类型的物理网络提供连接，它具有more than 2 个网络接口层（连接了不同的网络）。路由器的功能单一：只是单纯地吧分组从一个接口传送到另一个接口。

• 网络层以上 -- 网关

当中间设备是转发器或者网桥时，他们仅仅是把一个网络的主机数目扩大了，但本质仍是一个网络，所以称不上网络互连。而网关由于比较复杂，所以目前用的也比较少。因此，在讨论网络互联时都是指用路由器进行网络互联和路由选择。

IP地址

IP地址 = 网络号+主机号
IP地址可以看为给每个连在Internet网的主机分配一个再全世界范围内唯一的标示符--Internet上每个接口必须要有一个唯一的IP地址。IP地址长32位。
每类地址还规定了网络号和主机号。

一共有五类不同的IP地址。

• A类地址第一个地址为00000001 , 最后一个地址是01111111（127）, 其中127留作保留地址。A类地址的第一段范围是1-126. 即A类地址允许访问2^7 -2 = 126个网段（0不用，127留做他用）。 每个网络有2^24-2台主机。（减2是因为全0为网络地址，全1为广播地址，这两个地址一般不分配给主机）
• B类地址 允许有2^14个网段，每个网络有2^16-2台主机。
• C类地址 允许2^21个网段，每个网络有2^8-2台主机。

数据封装和分发

• 封装
  当应用程序用TCP传送数据时候，数据被送入协议栈，然后逐个通过每一层直到被当做一串比特流送入网络。

  每一层对收到的数据都要增加一些首部信息，TCP传给IP的数据单元称作TCP报文段或TCP段。
  IP层传给链路层的数据单元称为IP数据报。 通过以太网传输的比特流称为帧.

• 分发
  当目的主机收到一个以太网数据帧时，数据就开始从协议栈由底向上升，同时去掉各层协议加上的报文首部。 每层协议盒都要去检查报文首部的协议标识，以确定接收数据的上层协议。