Resumen del contenido del artículo
Internet virtual
Una pregunta mencionada al final del artículo anterior conduce a Internet virtual
Para esta topología de red, se planteó una pregunta muy importante en el artículo anterior: ¿Cómo transfiere la computadora A datos entre dispositivos a la computadora C?
De hecho, esta pequeña topología de red se puede ampliar
En esta topología de red a gran escala, la forma en que la computadora A transmite datos a la computadora B es la misma que la de la topología de red simple anterior. Esta red en realidad tiene muchas rutas para transmitir datos desde la computadora A a la computadora B, como:
A los datos de ordenador a través de las primeras redes de tamaño medio , redes grandes , redes de tamaño medio , una pequeña red , y luego a la computadora B . Además de la ruta que se muestra en la figura anterior, se pueden dibujar muchas otras rutas. A partir de esta topología de red, podemos saber que hay muchas rutas de transmisión para A. De hecho, los usuarios no necesitan preocuparse por estas rutas de red, es decir, no nos importa cómo está conectada la red o cómo van los paquetes de datos, esto lo resuelve la capa de red. La capa de red presenta un concepto muy importante, Internet virtual.
Internet virtual
- La red informática real es intrincada
- Diferentes dispositivos físicos utilizan el protocolo IP para proteger las diferencias entre redes físicas
- Cuando los hosts de la red están conectados mediante el protocolo IP, no es necesario prestar atención a los detalles de la red, solo a la conexión de un extremo a otro.
En otras palabras, no necesitamos preocuparnos por la compleja topología de red mencionada anteriormente. Solo es necesario considerar la parte media como una red virtual de Internet . Como se muestra en la figura siguiente, la computadora A está conectada a Internet virtual a través de la red y la computadora B también está conectada a esta Internet virtual. Entonces, la computadora A solo necesita enviar los datos a Internet virtual, que puede resolver el problema de la transmisión de datos y transferirlos a la computadora B con precisión. Este es el concepto de internet virtual
Protocolo IP
- Para la capa de red, el protocolo IP es uno de los protocolos más importantes.
- El protocolo IP convierte la red compleja real en una red virtual interconectada (es decir, solo necesitamos conectar el dispositivo terminal a esta red y no necesitamos preocuparnos por la red compleja real en el interior)
- El protocolo IP permite que la capa de red proteja los detalles subyacentes y se centre en el reenvío de datos en la capa de red (si nos fijamos únicamente en la capa de red, no es necesario que nos importe si el paquete de datos se transmite a la computadora de destino a través de un cable submarino o WiFi inalámbrico)
- El protocolo IP resuelve el problema de la ruta de transmisión del datagrama en la red virtual
En el artículo de resumen del artículo anterior, se mencionó la dirección MAC . Es la tarjeta de identificación de cada dispositivo de red o tarjeta de red . En la capa de enlace de datos, siempre que tenga esta dirección MAC, puede transmitir tramas de datos . La dirección MAC es de 48 bits y está expresada en hexadecimal . Podemos expandir la dirección MAC a un formato binario
En la capa de red , también existe el concepto de dirección, que se denomina dirección IP . La dirección IP tiene un total de 32 bits y generalmente se expresa en notación decimal con puntos . También se puede expandir a formato binario
La dirección IP es similar a la capa de red y la dirección MAC a la capa de enlace de datos. La dirección IP aquí es la identidad única de cada dispositivo de red, es decir, para la capa de red , cada dispositivo de red tiene una dirección IP única , y esta dirección IP puede identificar un dispositivo único.
La diferencia entre la dirección MAC y la dirección IP
Para la dirección MAC, es única e inmutable . Debido a que la tarjeta de red se mueve de un lugar a otro, la dirección MAC no cambia. Pero la dirección IP es diferente. Si nuestro portátil está conectado a WiFi en casa, es la dirección IP A. Cuando llevamos el portátil a una empresa o cafetería, esta dirección IP cambiará. Por tanto, la dirección IP es para equipos de red .Es variable. En otras palabras, si el entorno de red del dispositivo de red cambia, la dirección IP cambiará en consecuencia.
dirección IP
- La longitud de la dirección de IP es de 32 bits , a menudo divididos en 4 8 bits
- Las direcciones IP a menudo se expresan en notación decimal con puntos (0 255,0 255,0 255,0 255, se puede conocer por cálculo, puede representar hasta la 32ª potencia de 2 direcciones IP, aproximadamente 4,2 mil millones)
Protocolo IP
Antes de comprender el protocolo IP , eche un vistazo a la posición donde se encuentra el protocolo IP. En la capa física, transmite flujos de bits como 0 y 1. En la capa de enlace de datos, transmite tramas de datos , que incluyen encabezados de tramas, colas de tramas y datos de "tramas". Los datos de "tramas" son principalmente datos IP. Periódico. Ahora, para un análisis detallado del datagrama IP, se dividirá en dos partes: el encabezado IP y los datos del datagrama IP.
Para aprender el protocolo IP, la primera parte del protocolo IP es un contenido muy importante, y la información del encabezado IP se introducirá más adelante. A continuación se muestra el formato específico del encabezado IP
Como se puede ver en la figura anterior, el encabezado IP contiene mucha información, incluida la versión , el protocolo , la dirección IP, etc. Cada fila anterior es de 32 bits, es decir, 4 bytes. Las primeras cinco filas son contenido necesario , la sexta fila es opcional y la séptima fila son datos IP. Entonces, para el encabezado IP, habrá al menos 20 bytes de longitud
El significado de cada parte en el encabezado IP
- Versión : 4 dígitos, referido a la versión del protocolo IP. Las versiones de ambas partes deben ser iguales. La versión mainstream actual es 4, que es IPv4 e IPv6.
- Longitud del encabezado : ocupa 4 bits, el valor máximo es 15, lo que significa que la longitud del encabezado IP, la unidad es "palabras de 32 bits" (4 bytes), es decir , la longitud máxima del encabezado IP es 60 bytes
- Tipo de servicio : generalmente no es necesario
- Longitud total : ocupa 16 bits, el valor máximo es 65535, que representa la longitud total del datagrama IP (encabezado IP + datos IP) (En la introducción anterior de la capa de enlace de datos, también se mencionó una longitud. Para el enlace de datos capa La longitud del datagrama , llamado MTU , es generalmente de 1500 bytes. La longitud máxima de un datagrama IP es 65535 bytes, que es mayor que la MTU. Si esto sucede durante la transmisión real, la capa de enlace de datos se fragmentará . es decir, un datagrama IP largo se divide en múltiples tramas de datos para su transmisión)
- Logotipo : utilizado dentro del protocolo, sin necesidad de cuidados
- Marca : marca si el paquete IP se puede fragmentar.
- Desplazamiento de fragmento : como se mencionó anteriormente, si la longitud del datagrama IP es demasiado larga, se llevará a cabo la fragmentación del mensaje IP y un mensaje IP se dividirá en múltiples tramas de datos para la transmisión de la capa de enlace de datos. Por lo tanto, si lo divide, debe usar el desplazamiento de corte para registrar el marco de datos actual y los datos de IP de desplazamiento guardados
- TTL : ocupa 8 bits, lo que indica la vida útil de un mensaje de datos IP en la red . Cada vez que pasa un dispositivo (ya sea un enrutador o una computadora), el TTL se reduce en uno. Cuando TTL = 0, el dispositivo de red debe descartar el mensaje (soluciona Es decir, cuando el mensaje de red no puede encontrar el punto final, evitar la transmisión ilimitada del mensaje de red en la red para consumir ancho de banda)
- Protocolo : ocupa 8 bits, indicando de qué protocolo son los datos específicos transportados por los datos IP (como TCP, UDP, etc., para el valor de algunos protocolos, consulte la figura siguiente)
- Checksum : ocupa 16 bits, verifique si hay un error en el encabezado IP (el receptor también lo verificará después de recibir el encabezado IP, si hay un error, se descartará directamente)
- Dirección IP de origen : la dirección IP del dispositivo de red que envió el datagrama IP
- Dirección IP de destino : la dirección IP del dispositivo de red de destino que la IP datagrama llegar
Valores correspondientes a algunos protocolos
Cuando los datos de estos protocolos se transmiten utilizando el protocolo IP, al protocolo en el encabezado IP se le asignarán valores diferentes . Se puede observar que también existen valores correspondientes al protocolo IP. En otras palabras, para el protocolo IP, los datos del protocolo IP pueden seguir encapsulando los datos IP, es decir, los datos IP en los datos IP. . En algunas ocasiones especiales, también tiene su propio efecto
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