计算机网络基础(上)


前言

计算机网络协议同我们的语言一样,多种多样。ARPA公司与1977年到1979年推出的一种叫ARPANET的网络协议受到了广泛的热捧,其中最主要的原因就是它推出了人尽皆知的TCP/IP标准网络协议。目前TCP/IP已经成为Internet的“通用语言”。

一.网络层次的划分

在这里插入图片描述

二.OSI七层网络模型

在这里插入图片描述

(1)物理层

<1>激活,维持,关闭通信端点之间的机械特性,电气特性,功能特性以及过程特性
<2>物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。
<3>两个重要设备,中继器(放大器),集线器

(2)数据链路层

<1>数据链路层为网络层提供可靠的数据传输
<2>基本的数据单位为“帧”(数据块)
<3>主要的协议:以太网协议
<4>两个重要设备名称:网桥和交换机

(3) 网络层

<1>网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。此外,网络层还可以实现拥塞控制,网际互连等功能;
<2>基本数据单位为IP数据报;
<3>包含的主要协议:
1.IP协议(因特网互联协议)
2.ICMP协议(因特网控制报文协议)
3.ARP协议(地址解析协议)
4.RARP协议(逆地址解析协议)

<4>重要的设备:路由器

(4) 传输层

<1>传输层负责将上层数据分段并提供端到端的,可靠的或不可靠的传输以及端到端的差错控制和流量控制问题;
<2>包含的主要协议:
1.TCP协议(传输控制协议)
2.UDP协议(用户数据报协议)

<3>重要设备:网关。

(5)会话层

<1>管理主机之间的会话进程,及负责建立,管理,终止进程之间的会话,还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。

(6)表示层

<1>表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的加密,压缩,格式转换等。

(7)应用层

<1>为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。

(8)会话层,表示层和应用层重点

<1>数据传输基本单位为报文;
<2>包含的主要协议:
1.FTP协议(文件传送协议)
2.TeInet协议(远程登录协议)
3.DNS协议(域名解析协议)
4.SMTP协议(邮件传送协议)
5.POP3协议(邮局协议)
6.HTTP协议

三.IP地址

(1)网络地址

IP地址由网络号(包括子网号)和主机号组成,网络地址的主机号为全0,网络地址代表着整个网络。

(2)广播地址

广播地址与网络地址的主机号正好相反,广播地址中,主机号为全1。当向某个网络的广播地址发送消息时,该网络内的所有主机都能收到该广播消息。

(3)组播地址

A类地址以0开头,第一个字节作为网络号,地址范围为:0.0.0.0~127.255.255.255;

B类地址以10开头,前两个字节作为网络号,地址范围是:128.0.0.0~191.255.255.255;

C类地址以110开头,前三个字节作为网络号,地址范围是:192.0.0.0~223.255.255.255。

D类地址以1110开头,地址范围是224.0.0.0~239.255.255.255,D类地址作为组播地址(一对多的通信);

E类地址以1111开头,地址范围是240.0.0.0~255.255.255.255,E类地址为保留地址,供以后使用。

注:只有A,B,C有网络号和主机号之分,D类地址和E类地址没有划分网络号和主机号

(4)255.255.255.255

这个IP地址受限的广播地址,受限广播地址只能用于本地网络,不能通过路由器

(5)0.0.0.0

常用以寻找自己的IP地址

(6)回环地址

127.0.0.0/8被用作回环地址,回环地址表示本机的地址,常用于对本机的测试,用的最多的是127.0.0.1。

(7)A、B、C类私有地址

私有地址也叫专用地址,它们不会在全球使用,只具有本地意义。

A类私有地址:10.0.0.0/8,范围是:10.0.0.0~10.255.255.255

B类私有地址:172.16.0.0/12,范围是:172.16.0.0~172.31.255.255

C类私有地址:192.168.0.0/16,范围是:192.168.0.0~192.168.255.255

四.子网掩码及网络划分

随着互连网应用的不断扩大,原先的IPv4的弊端也逐渐暴露出来,即网络号占位太多,而主机号位太少,所以其能提供的主机地址也越来越稀缺,目前除了使用NAT在企业内部利用保留地址自行分配以外,通常都对一个高类别的IP地址进行再划分,以形成多个子网,提供给不同规模的用户群使用。

这里主要是为了在网络分段情况下有效地利用IP地址,通过对主机号的高位部分取作为子网号,从通常的网络位界限中扩展或压缩子网掩码,用来创建某类地址的更多子网。但创建更多的子网时,在每个子网上的可用主机地址数目会比原先减少

(1)什么是子网掩码

子网掩码是标志两个IP地址是否同属于一个子网的,也是32位二进制地址,其每一个为1代表该位是网络位,为0代表主机位。它和IP地址一样也是使用点式十进制来表示的。如果两个IP地址在子网掩码的按位与的计算下所得结果相同,即表明它们共属于同一子网中。

在计算子网掩码时,我们要注意IP地址中的保留地址,即" 0"地址和广播地址,它们是指主机地址或网络地址全为" 0"或" 1"时的IP地址,它们代表着本网络地址和广播地址,一般是不能被计算在内的。

(2)子网掩码的计算

对于无须再划分成子网的IP地址来说,其子网掩码非常简单,即按照其定义即可写出:如某B类IP地址为 10.12.3.0,无须再分割子网,则该IP地址的子网掩码255.255.0.0。如果它是一个C类地址,则其子网掩码为 255.255.255.0。
<1>利用子网数来计算
<2>利用主机数来计算
<3>利用每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码

总结

这是计算机网络基础的一些总结和摘要,这个下册主要总结了一些相应的协议。

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