TCP/IP基础

TCP/IP基础

　一．子网的设定 
　　若公司不上Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，那一定不会烦恼ＩＰ　Ａｄｄｒｅｓｓ的问题，因为可以任意使用所有的ＩＰ　Ａｄｄｒｅｓｓ，不管是Ａ　Ｃｌａｓｓ或是Ｂ　Ｃｌａｓｓ，这个时候不会想到要用Ｓｕｂ　Ｎｅｔ，但若是上Ｉｎｔｅｒｎｅｔ那ＩＰ　Ａｄｄｒｅｓｓ便弥足珍贵了，目前全球一阵Ｉｎｔｅｒｎｅｔ热，ＩＰ　Ａｄｄｒｅｓｓ已经愈来愈少了，而所申请的ＩＰ　Ａｄｄｒｅｓｓ目前也趋保守，而且只有经申请的ＩＰ　Ａｄｄｒｅｓｓ能在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ使用，但对某些公司只能申请到一个Ｃ　ＣＬａｓｓ的ＩＰ　Ａｄｄｒｅｓｓ，但又有多个点需要使用，那这时便需要使用到Ｓｕｂｎｅｔ，这篇短文说明Ｓｕｂｎｅｔ的原理及如何规划。
　　在预设的Ｎｅｔ　Ｍａｓｋ都只有２５５的值，在谈到Ｓｕｂｎｅｔ　Ｍａｓｋ时这个值便不一定是２５５了。在完整一组Ｃ　Ｃｌａｓｓ中如２０３．６７．１０．０－２０３．６７．１０．２５５ＮｅｔＭａｓｋ２５５．２５５．２５５．０，２０３．６７．１０．０称之Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｎｕｍｂｅｒ（将ＩＰ　Ａｄｄｒｅｓｓ和Ｎｅｔｍａｓｋ作ＡＮＤ），而２０３．６７．１０．２５５是Ｂｒｏａｄｃａｓｔ的ＩＰ　Ａｄｄｒｅｓｓ，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　Ａｄｄｒｅｓｓ，这是以２５５．２５５．２５５．０作ＮｅｔＭａｓｋ的结果，而所谓Ｓｕｂｎｅｔ　Ｍｓｋ尚可将整组Ｃ　Ｃｌａｓｓ分成数组Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｎｕｍｂｅｒ，这要在ＮＥｔＭａｓｋ作手脚，若是要将整组Ｃ　ＣＬａｓｓ分成２个Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｎｕｍｂｅｒ那ＮｅｔＭａｓｋ设定为２５５．２５５．２５５．１９２，若是要将整组Ｃ　ＣＬａｓｓ分成８组Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｎｕｍｂｅｒ则ＮｅｔＭａｓｋ要为２５５．２５５．２５５．２２４，这是怎麽来的，由以上知道Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｎｕｍｂｅｒ是由ＩＰ　Ａｄｄｒｅｓｓ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
　　２．Ｓｕｂｎｅｔ的应用
　　使用Ｓｕｂｎｅｔ是要解决只有一组Ｃ　Ｃｌａｓｓ但需要数个Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｎｕｍｂｅｒ的问题，并不是解决ＩＰ　Ａｄｄｒｅｓｓ不够用的问题，因为使用Ｓｕｂｎｅｔ反而能使用的ＩＰ　Ａｄｄｒｅｓｓ会变少，Ｓｕｂｎｅｔ通常是使用在总公司在台北，但分公司在台中，两者之间使用Ｒｏｕｔｅｒ连线，同时也上Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，但只申请到一组Ｃ　Ｃｌａｓｓ　ＩＰ　Ａｄｄｒｅｓｓ，过Ｒｏｕｔｅｒ又需不同的Ｎｅｔｗｏｒｋ，所以此时就必须使用到Ｓｕｂｎｅｔ，当然二办公司间可以Ｒｅｍｏｔｅ　Ｂｒｉｄｇｅ连接，那便没有使用Ｓｕｂｎｅｔ的问题，这点在此不讨论，所以在以上情况下的网路连线架构及ＩＰ　Ａｄｄｒｅｓｓ的使用
　　二．ＴＣＰ／ＩＰ协议簇简介
　　ＴＣＰ／ＩＰ（传输控制协议／网间协议）是一种网络通信协议，它规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。ＴＣＰ／ＩＰ是ＩＮＴＥＲＮＥＴ的基础协议，也是一种电脑数据打包和寻址的标准方法。在数据传送中，可以形象地理解为有两个信封，ＴＣＰ和ＩＰ就像是信封，要传递的信息被划分成若干段，每一段塞入一个ＴＣＰ信封，并在该信封面上记录有分段号的信息，再将ＴＣＰ信封塞入ＩＰ大信封，发送上网。在接受端，一个ＴＣＰ软件包收集信封，抽出数据，按发送前的顺序还原，并加以校验，若发现差错，ＴＣＰ将会要求重发。因此，ＴＣＰ／ＩＰ在ＩＮＴＥＲＮＥＴ中几乎可以无差错地传送数据。在任何一个物理网络中，各站点都有一个机器可识别的地址，该地址叫做物理地址．物理地址有两个
　　特点：
　　（１）物理地址的长度，格式等是物理网络技术的一部分，物理网络不同，物理地址也不同．
　　（２）同一类型不同网络上的站点可能拥有相同的物理地址．
　　以上两点决定了，不能用物理网络进行网间网通讯．
　　在网络术语中，协议中，协议是为了在两台计算机之间交换数据而预先规定的标准。ＴＣＰ／ＩＰ并不是一个而是许多协议，这就是为什么你经常听到它代表一个协议集的原因，而ＴＣＰ和ＩＰ只是其中两个基本协议而已。
　　你装在计算机－的ＴＣＰ／ＩＰ软件提供了一个包括ＴＣＰ、ＩＰ以及ＴＣＰ／ＩＰ协议集中其它协议的工具平台。特别是它包括一些高层次的应用程序和ＦＴＰ（文件传输协议），它允许用户在命令行上进行网络文件传输。
　　ＴＣＰ／ＩＰ是美国政府资助的高级研究计划署（ＡＲＰＡ）在二十世纪七十年代的一个研究成果，用来使全球的研究网络联在一起形成一个虚拟网络，也就是国际互联网。原始的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ通过将已有的网络如ＡＲＰＡｎｅｔ转换到ＴＣＰ／ＩＰ上来而形成，而这个Ｉｎｔｅｒｎｅｔ最终成为如今的国际互联网的骨干网。
　　如今ＴＣＰ／ＩＰ如此重要的原因，在于它允许独立的网格加入到Ｉｎｔｅｒｎｅｔ或组织在一起形成私有的内部网（Ｉｎｔｒａｎｅｔ）。构成内部网的每个网络通过一种－做路由器或ＩＰ路由器的设备在物理上联接在一起。路由器是一台用来从一个网络到另一个网络传输数据包的计算机。在一个使用ＴＣＰ／ＩＰ的内部网中，信息通过使用一种独立的叫做ＩＰ包（ＩＰｐａｃｋｅｔ）或ＩＰ数据报（ＩＰ　ｄａｔａｇｒａｍｓ）的数据单元进－－传输。ＴＣＰ／ＩＰ软件使得每台联到网络上的计算机同其它计算机“看”起来一模一样，事实上它隐藏了路由器和基本的网络体系结构并使其各方面看起来都像一个大网。如同联入以太网时需要确认一个４８位的以太网地址一样，联入一个内部网也需要确认一个３２位的ＩＰ地址。我们将它用带点的十进制数表示，如１２８．１０．２．３。给定一个远程计算机的ＩＰ地址，在某个内部网或Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上的本地计算机就可以像处在同一个物理网络中的两台计算机那样向远程计算机发送数据。
　　ＴＣＰ／ＩＰ提供了一个方案用来解决属于同一个内部网而分属不同物理网的两台计算机之间怎样交换数据的问题。这个方案包括许多部分，而ＴＣＰ／ＩＰ协议集的每个成员则用来解决问题的某一部分。如ＴＣＰ／ＩＰ协议集中最基本的协议－ＩＰ协议用来在内部网中交换数据并且执行一项重要的功能：路由选择－－选择数据报从Ａ主机到Ｂ主机将要经过的路径以及利用合适的路由器完成不同网络之间的跨越（ｈｏｐ）。
　　ＴＣＰ是一个更高层次的它允许运行在在不同主机上的应用程序相互交换数据流。ＴＣＰ将数据流分成小段叫做ＴＣＰ数据段（ＴＣＰ　ｓｅｇｍｅｎｔｓ），并利用ＩＰ协议进行传输。在大多数情况下，每个ＴＣＰ数据段装在一个ＩＰ数据报中进行发送。但如需要的话，ＴＣＰ将把数据段分成多个数据报，而ＩＰ数据报则与同一网络不同主机间传输位流和字节流的物理数据帧相容。由于ＩＰ并不能保证接收的数据报的顺序相一致，ＴＣＰ会在收信端装配ＴＣＰ数据段并形成一个不间断的数据流。ＦＴＰ和Ｔｅｌｎｅｔ就是两个非常流行的依靠ＴＣＰ的ＴＣＰ／ＩＰ应用程序。
　　另一个重要的ＴＣＰ／ＩＰ协议集的成员是用户数据报协议（ＵＤＰ），它同ＴＣＰ相似但比ＴＣＰ原始许多。ＴＣＰ是一个可靠的协议，因为它有错误检查和握手确认来保证数据完整的到达目的地。ＵＤＰ是一个“不可靠”的协议，因为它不能保证数据报的接收顺序同发送顺序相同，甚至不能保证它们是否全部到达。如果有可靠性要求，则应用程序避免使用它。同许多ＴＣＰ／ＩＰ工具同时提供的ＳＮＭＰ（简单网络管理协议）就是一个使用ＵＤＰ协议的应用例子。
　　其它ＴＣＰ／ＩＰ协议在ＴＣＰ／ＩＰ网络中工作在幕后，但同样也发挥着重要作用。例如地址转换协议（ＡＲＰ）将ＩＰ地址转换为物理网络地址如以太网地址。而与其对应的反向地址转换协议（ＲＡＲＰ）做相反的工作，即将物理网络地址转换为ＩＰ地址。网际控制报文协议（ＩＣＭＰ）则是一个支持性协议，它利用ＩＰ完成ＩＰ数据报在传输时的控制信息和错误信息的传输。例如，如果一个路由器不能向前发送一个ＩＰ数据报，它就会利用ＩＣＭＰ来告诉发送者这里出现了问题。
　　三．ＴＣＰ／ＩＰ网络的七层结构模型
　　网络设计者在解决网络体系结构时经常使用ＩＳＯ／ＯＳＩ（国际标准化组织／开放系统互连）七层模型，该模型每一层代表一定层次的网络功能。最下面是物理层，它代表着进行数据转输的物理介质，换句话说，即网络电缆。其上是数据链路层，它通过网络接口卡提供服务。最上层是应用层，这里运行着使用网络服务的应用程序。
　　ＴＣＰ／ＩＰ是同ＩＳＯ／ＯＳＩ模型等价的。当一个数据单元从网络应用程序下流到网络接口卡，它通过了一列的ＴＣＰ／ＩＰ模块。这其中的每一步，数据单元都会同网络另一端对等ＴＣＰ／ＩＰ模块所需的信息一起打成包。这样当数据最终传到网卡时，它成了一个标准的以太帧（假设物理网络是以太网）。而接收端的ＴＣＰ／ＩＰ软件通过剥去以太网帧并将数据向上传输过ＴＣＰ／ＩＰ栈来为处于接收状态的应用程序重新恢复原始数据（一种最好的了解ＴＣＰ／ＩＰ工作实质的方法，是使用探测程序来观察网络中的到处流动的帧中被不同ＴＣＰ／ＩＰ模块所加上的信息）。为了勾勒ＴＣＰ／ＩＰ在现实网络世界中所扮演的角色，请考虑当使？＊＊＊　ＴＴＰ（超文本传输协议）的Ｗｅｂ浏览器从连接在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上的Ｗｅｂ服务器上获取一页ＨＴＭＬ数据时所发生的情况。为形成同Ｗｅｂ服务器的虚链路，浏览器使用一种被抽象地称为套接口（ｓｏｃｋｅｔ）的高层软件。为了获取Ｗｅｂ页，它通过向套接口向套接口写入ＨＴＴＰＧＥＴ命令来向Ｗｅｂ服务器发出该指令。接下来套接口软件使用ＴＣＰ协议向Ｗｅｂ服务器发出包含ＧＥＴ命令的字节流和位流，ＴＣＰ将数据分段并将各独立段传到ＩＰ模块，该模块将数据段转换成数据报并发送给Ｗｅｂ服务器。
　　如果浏览器和服务器运－－在不同物理网络的计算机上（一般情况如此），数据报从一个网络传到另一个网络，直到抵达服务器所在的那个网。最终，数据被传输到目的地址并被重新装配，这样Ｗｅｂ服务器通过读自己的套接口来获得数据主干，并进而查看连续的数据流。对浏览器和服务器来说，数据在这一端写入套接口而在另一端出现如同魔术一般，但这只是底下发生的各种复杂的交互，它创造了数据经过网络无缝传输的假象。
　　这就是ＴＣＰ／ＩＰ所做的：将许多小网联成一个大网。并在这个大网也就是Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上提供应用程序所需要的相互通信的服务。
　　四．评论
　　对于ＴＣＰ／ＩＰ有许多可谈的，但这里仅讲三个关键点：
　　１．ＴＣＰ／ＩＰ是一族用来把不同的物理网络联在一起构成网际网的协议。ＴＣＰ／ＩＰ联接独立的网络形成一个虚拟的网，在网内用来确认各种独立的不是物理网络地址，而是ＩＰ地址。
　　２．ＴＣＰ／ＩＰ使用多层体系结构，该结构清晰定义了每个协议的责任。ＴＣＰ和ＵＤＰ向网络应用程序提供了高层的数据传输服务，并都需要ＩＰ来传输数据包。ＩＰ有责任为数据包到达目的地选择合适的路由。
　　３．在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ主机上，两个运行着的应用程序之间传送要通过主机的ＴＣＰ／ＩＰ堆栈上下移动。在发送端ＴＣＰ／ＩＰ模块加在数据上的信息将在接收端对应的ＴＣＰ／ＩＰ模块上滤掉，并将最终恢复原始数据

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