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文档简介
1、TCP/IP协议简介目录1.1TCP/IP参考模型11.2网间协议IP21.3传输控制协议TCP21. 4IP地址及其分类31.5子网的划分51.5.1SubnetMask的介绍515.3Subnet的应用81.6几个常用的程序81.6.1ping81.6.2winipcfg91.6.3tracert91.6.4netstat9TCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的简写,中文译名为传输控制协议/互联网络协议)协议是Internet最基本的协议,简单地说,就是由底层的IP协议和TCP协议组成的。TCP/IP协议的开发工作始于70年
2、代,是用于互联网的第一套协议。1.1TCP/IP参考模型TCP/IP协议的开发研制人员将Internet分为五个层次,以便于理解,它也称为互联网分层模型或互联网分层参考模型,如下表:应用层(第五层)传输层(第四层)互联网层(第三层)一网络接口层(第二层)一物理层(第一层)物理层:对应于网络的基本硬件,这也是Internet物理构成,即我们可以看得见的硬件设备,如PC机、互连网服务器、网络设备等,必须对这些硬件设备的电气特性作一个规范,使这些设备都能够互相连接并兼容使用。网络接口层:它定义了将数据组成正确帧的规程和在网络中传输帧的规程,帧是指一串数据,它是数据在网络中传输的单位。互联网层:本层定
3、义了互联网中传输的“信息包”格式,以及从一个用户通过一个或多个路由器到最终目标的"信息包"转发机制。传输层:为两个用户进程之间建立、管理和拆除可靠而又有效的端到端连接。应用层:它定义了应用程序使用互联网的规程。1.2网间协议IPInternet上使用的一个关键的底层协议是网际协议,通常称IP协议。我们利用一个共同遵守的通信协议,从而使Internet成为一个允许连接不同类型的计算机和不同操作系统的网络。要使两台计算机彼此之间进行通信,必须使两台计算机使用同一种"语言"。通信协议正像两台计算机交换信息所使用的共同语言,它规定了通信双方在通信中所应共同遵守的
4、约定。计算机的通信协议精确地定义了计算机在彼此通信过程的所有细节。例如,每台计算机发送的信息格式和含义,在什么情况下应发送规定的特殊信息,以及接收方的计算机应做出哪些应答等等。网际协议IP协议提供了能适应各种各样网络硬件的灵活性,对底层网络硬件几乎没有任何要求,任何一个网络只要可以从一个地点向另一个地点传送二进制数据,就可以使用IP协议加入Internet了。如果希望能在Internet上进行交流和通信,则每台连上Internet的计算机都必须遵守IP协议。为此使用Internet的每台计算机都必须运行IP软件,以便时刻准备发送或接收信息。IP协议对于网络通信有着重要的意义:网络中的计算机通过
5、安装IP软件,使许许多多的局域网络构成了一个庞大而又严密的通信系统。从而使Internet看起来好像是真实存在的,但实际上它是一种并不存在的虚拟网络,只不过是利用IP协议把全世界上所有愿意接入Internet的计算机局域网络连接起来,使得它们彼此之间都能够通信。1.3传输控制协议TCP尽管计算机通过安装IP软件,从而保证了计算机之间可以发送和接收数据,但IP协议还不能解决数据分组在传输过程中可能出现的问题。因此,若要解决可能出现的问题,连上Internet的计算机还需要安装TCP协议来提供可靠的并且无差错的通信服务。TCP协议被称作一种端对端协议。这是因为它为两台计算机之间的连接起了重要作用:
6、当一台计算机需要与另一台远程计算机连接时,TCP协议会让它们建立一个连接、发送和接收数据以及终止连接。传输控制协议TCP协议利用重发技术和拥塞控制机制,向应用程序提供可靠的通信连接,使它能够自动适应网上的各种变化。即使在Internet暂时出现堵塞的情况下,TCP也能够保证通信的可靠。众所周知,Internet是一个庞大的国际性网络,网路上的拥挤和空闲时间总是交替不定的,加上传送的距离也远近不同,所以传输数据所用时间也会变化不定。TCP协议具有自动调整"超时值"的功能,能很好地适应Internet上各种各样的变化,确保传输数值的正确。因此,从上面我们可以了解到:IP协议只保
7、证计算机能发送和接收分组数据,而TCP协议则可提供一个可靠的、可流控的、全双工的信息流传输服务。综上所述,虽然IP和TCP这两个协议的功能不尽相同,也可以分开单独使用,但它们是在同一时期作为一个协议来设计的,并且在功能上也是互补的。只有两者的结合,才能保证Internet在复杂的环境下正常运行。凡是要连接到Internet的计算机,都必须同时安装和使用这两个协议,因此在实际中常把这两个协议统称作TCP/IP协议。1.4IP地址及其分类在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
8、每一个住宅都有唯一的门牌一样,才不至于在传输数据时出现混乱。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(InternetProtocol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
9、数值范围是0255,如202.116.0.1,这种书写方法叫做点数表示法。IP地址可确认网络中的任何一个网络和计算机,而要识别其他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,默认的网络掩码是根据IP地址中的第一个字段确定的。第3页共9页1.A类地址A类地址的表示范围为:0.0.0.0126.255.255.255,默认网络掩码为: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
10、大型网络。例如IBM公司的网络。2. B类地址B类地址的表示范围为:128.0.0.0191.255.255.255,默认网络掩码为: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。3. C类地址C类地址的表示范围为:192.0.0.0223.255.255.255,默认网络掩码为:255.255.255.0;C类地址分配给小型网络,如一般的局域网和校园网,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。实际上,还存在着D类地
11、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他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用一个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
12、上的所有主机,一般主机段为全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1.5子网的划分若公司不上Internet,那一定不会烦恼IPAddress的问题,因为可以任意使用所有的IPAddress,不管是AClass或是BClass,这个时候不会想到要用SubNet,但若是上Internet那IPAddress便弥足珍贵了,目前全球一阵Internet热,IPAddress已经愈来愈少了,而所申请的IPAddress目前也趋保守,而且只有经申请的IPAddress能在Internet使用,但对某
13、些公司只能申请到一个CCLass的IPAddress,但又有多个点需要使用,那这时便需要使用到Subnet,这就需要考虑子网的划分,下面简介Subnet的原理及如何规划。1.5.1SubnetMask的介绍设定任何网路上的任何设备不管是主机、PC、Router等皆需要设定IPAddress,而跟随着IPAddress的是所谓的NetMask,这个NetMask主要的目的是由IPAddress中也能获得NetworkNumber,也就是说IPAddress和NetMask作AND而得到NetworkNumber,如下所示:IPAddress192.10.10.611000000.00001010
14、.00001010.00000110NetMask255.255.255.011111111.11111111.11111111.00000000ANDNetworkNumber192.10.10.011000000.00001010.00001010.00000000NetMask有所谓的预设值,如下所示ClassIPAddress范围NetMaskA1.0.0.0-126.255.255.255255.0.0.0B128.0.0.0-191.255.255.255255.255.0.0C192.0.0.0-223.255.255.255255.255.255.0在预设的NetMask都只有
15、255的值,在谈到SubnetMask时这个值便不一定是255了。在完整一组CClass中如203.67.10.0-203.67.10.255NetMask255.255.255.0,203.67.10.0称之NetworkNumber(将IPAddress和Netmask作AND),而203.67.10.255是Broadcast的IPAddress,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IPAddress,这是以255.255.255.0作NetMask的结果,而所谓SubnetMsk尚可将整组CClass分成数组NetworkNum
16、ber,这要在NEtMask作手脚,若是要将整组CCLass分成2个NetworkNumber那NetMask设定为255.255.255.192,若是要将整组CCLass分成8组NetworkNumber贝UNetMask要为255.255.255.224,这是怎麽来的,由以上知道NetworkNumber是由IPAddress和NetMask作AND而来的,而且将NetMask以二进位表示法知道是1的会保留,而为0的去掉192.10.10.193- -11000000.00001010.00001010.10000001255.255.255.0-11111111.11111111.111
17、11111.00000000192.10.10.0-11000000.00001010.00001010.00000000以上是以255.255.255.0为NetMask的结果,NetworkNumber是192.10.10.0,若是使用255.255.255.224作NetMask结果便有所不同192.10.10.193- -11000000.00001010.00001010.10000000255.255.255.224- -11111111.11111111.11111111.11100000192.10.10.192-11000000.00001010.00001010.10000
18、000此时NetworkNumber变成了192.10.10.192,这便是Subnet。那要如何决定所使用的NetMask,255.255.255.224以二进位表示法为11111111.11111111.11111111.11100000变,化是在最後一组,11100000便是224,以三个Bit可表示2的3次方便是8个NetworkNumberNetMask二进位表示法可分几个Network255.255.255.011111111.11111111.11111111.000000001255.255.255.12811111111.11111111.11111111.100000002
19、255.255.255.19211111111.11111111.11111111.110000004255.255.255.22411111111.11111111.11111111.111000008255.255.255.24011111111.11111111.11111111.1111000016255.255.255.24811111111.11111111.11111111.1111100032255.255.255.25211111111.11111111.11111111.1111110064以下使用255.255.255.224将CClass203.67.10.0分成8组N
20、etworkNumber,各个NetworkNumber及其BroadcastIPAddress及可使用之IPAddress序号NetworkNumberBroadcast可使用之IPAddress(1)203.67.10.0-203.67.10.31203.67.10.1-203.67.10.30(2)203.67.10.32-203.67.10.63203.67.10.33-203.67.10.62(3)203.67.10.64-203.67.10.95203.67.10.65-203.67.10.94(4)203.67.10.96-203.67.10.127203.67.10.97-20
21、3.67.10.126(5)203.67.10.128-203.67.10.159203.67.10.129-203.67.10.158(6)203.67.10.160-203.67.10.191203.67.10.161-203.67.10.190(7)203.67.10.192-203.67.10.223203.67.10.193- -203.67.10.222(8)203.67.10.224-203.67.10.255203.67.10.225-203.67.10.254可验证所使用的IPAddress是否如上表所示203.67.10.115-11001011.01000011.0000
22、1010.01110011255.255.255.224- -11111111.11111111.11111111.11100000203.67.10.96-11001011.01000011.00001010.01100000203.67.10.55-11001011.01000011.00001010.00110111255.255.255.224- -11111111.11111111.11111111.11100000203.67.10.32-11001011.01000011.00001010.00100000其他的NetMask所分成的NetworkNumber可自行以上述方法自行
23、推演出来。1.5.3Subnet的应用使用Subnet是要解决只有一组CClass但需要数个NetworkNumber的问题,并不是解决IPAddress不够用的问题,因为使用Subnet反而能使用的IPAddress会变少,Subnet通常是使用在跨地域的网络互联之中,两者之间使用Router连线,同时也上Internet,但只申请到一组CClassIPAddress,过Router又需不同的Network,所以此时就必须使用到Subnet,当然二网络间也可以RemoteBridge连接,那便没有使用Subnet的问题。1.6几个常用的程序1.6.1ping这个程序用来检测一帧数据从当前主机传送到目的主机所需要
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