TCPIP協(xié)議體系結(jié)構(gòu)簡介

1、TCP/IP協(xié)議體系結(jié)構(gòu)簡介 1、TCP/IP協(xié)議棧 四層模型 TCP/IP這個協(xié)議遵守一個四層的模型概念：應(yīng)用層、傳輸層、互聯(lián)層和網(wǎng)絡(luò)接口層。 網(wǎng)絡(luò)接口層 模型的基層是網(wǎng)絡(luò)接口層。負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)幀的發(fā)送和接收，幀是獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)信息傳輸單元。網(wǎng)絡(luò)接口層將幀放在網(wǎng)上，或從網(wǎng)上把幀取下來。 互聯(lián)層 互聯(lián)協(xié)議將數(shù)據(jù)包封裝成internet數(shù)據(jù)報(bào)，并運(yùn)行必要的路由算法。 這里有四個互聯(lián)協(xié)議： 網(wǎng)際協(xié)議IP：負(fù)責(zé)在主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)之間尋址和路由數(shù)據(jù)包。 地址解析協(xié)議ARP：獲得同一物理網(wǎng)絡(luò)中的硬件主機(jī)地址。 網(wǎng)際控制消息協(xié)議ICMP：發(fā)送消息，并報(bào)告有關(guān)數(shù)據(jù)包的傳送錯誤。 互聯(lián)組管理協(xié)議IGMP：被IP主機(jī)拿來向本地

2、多路廣播路由器報(bào)告主機(jī)組成員。 傳輸層 傳輸協(xié)議在計(jì)算機(jī)之間提供通信會話。傳輸協(xié)議的選擇根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方式而定。 兩個傳輸協(xié)議：傳輸控制協(xié)議TCP：為應(yīng)用程序提供可靠的通信連接。適合于一次傳輸大批數(shù)據(jù)的情況。并適用于要求得到響應(yīng)的應(yīng)用程序。 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP：提供了無連接通信，且不對傳送包進(jìn)行可靠的保證。適合于一次傳輸小量數(shù)據(jù)，可靠性則由應(yīng)用層來負(fù)責(zé)。 應(yīng)用層 應(yīng)用程序通過這一層訪問網(wǎng)絡(luò)。 網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù) IP使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口規(guī)范NDIS向網(wǎng)絡(luò)接口層提交幀。IP支持廣域網(wǎng)和本地網(wǎng)接口技術(shù)。 串行線路協(xié)議 TCP/IPG一般通過internet串行線路協(xié)議SLIP或點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議PPP在串行線上進(jìn)行

3、數(shù)據(jù)傳送。(是不是我們平時把它稱之為異步通信，對于要拿LINUX提供建立遠(yuǎn)程連接的朋友應(yīng)該多研究一下這方面的知識)? 2、ARP 要在網(wǎng)絡(luò)上通信，主機(jī)就必須知道對方主機(jī)的硬件地址(我們不是老遇到網(wǎng)卡的物理地址嘛)。地址解析就是將主機(jī)IP地址映射為硬件地址的過程。地址解析協(xié)議ARP用于獲得在同一物理網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)的硬件地址。 解釋本地IP地址(要了解地址解析工作過程的朋友看好了) 主機(jī)IP地址解析為硬件地址： (1) 當(dāng)一臺主機(jī)要與別的主機(jī)通信時，初始化ARP請求。當(dāng)該IP斷定IP地址是本地時，源主機(jī)在ARP緩存中查找目標(biāo)主機(jī)的硬件地址。 (2) 要是找不到映射的話，ARP建立一個請求，源主機(jī)IP

4、地址和硬件地址會被包括在請求中，該請求通過廣播，使所有本地主機(jī)均能接收并處理。 (3) 本地網(wǎng)上的每個主機(jī)都收到廣播并尋找相符的IP地址。 (4) 當(dāng)目標(biāo)主機(jī)斷定請求中的IP地址與自己的相符時，直接發(fā)送一個ARP答復(fù)，將自己的硬件地址傳給源主機(jī)。以源主機(jī)的IP地址和硬件地址更新它的ARP緩存。源主機(jī)收到回答后便建立起了通信。 解析遠(yuǎn)程IP地址 不同網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)互相通信，ARP廣播的是源主機(jī)的缺省網(wǎng)關(guān)。 目標(biāo)IP地址是一個遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的話，ARP將廣播一個路由器的地址。 (1) 通信請求初始化時，得知目標(biāo)IP地址為遠(yuǎn)程地址。源主機(jī)在本地路由表中查找，若無，源主機(jī)認(rèn)為是缺省網(wǎng)關(guān)的IP地址。在ARP

5、緩存中查找符合該網(wǎng)關(guān)記錄的IP地址(硬件地址)。 (2) 若沒找到該網(wǎng)關(guān)的記錄，ARP將廣播請求網(wǎng)關(guān)地址而不是目標(biāo)主機(jī)的地址。路由器用自己的硬件地址響應(yīng)源主機(jī)的ARP請求。源主機(jī)則將數(shù)據(jù)包送到路由器以傳送到目標(biāo)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)，最終達(dá)到目標(biāo)主機(jī)。 (3) 在路由器上，由IP決定目標(biāo)IP地址是本地還是遠(yuǎn)程。如果是本地，路由器用ARP(緩存或廣播)獲得硬件地址。如果是遠(yuǎn)程，路由器在其路由表中查找該網(wǎng)關(guān)，然后運(yùn)用ARP獲得此網(wǎng)關(guān)的硬件地址。數(shù)據(jù)包被直接發(fā)送到下一個目標(biāo)主機(jī)。 (4) 目標(biāo)主機(jī)收到請求后，形成ICMP響應(yīng)。因源主機(jī)在遠(yuǎn)程網(wǎng)上，將在本地路由表中查找源主機(jī)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)。找到網(wǎng)關(guān)后，ARP即獲取它的硬

6、件地址。 (5) 如果此網(wǎng)關(guān)的硬件地址不在ARP緩存中，通過ARP廣播獲得。一旦它獲得硬件地址，ICMP響應(yīng)就送到路由器上，然后傳到源主機(jī)。 ARP緩存 為減少廣播量，ARP在緩存中保存地址映射以備用。ARP緩存保存有動態(tài)項(xiàng)和靜態(tài)項(xiàng)。動態(tài)項(xiàng)是自動添加和刪除的，靜態(tài)項(xiàng)則保留在CACHE中直到計(jì)算機(jī)重新啟動。 ARP緩存總是為本地子網(wǎng)保留硬件廣播地址(0xffffffffffffh)作為一個永久項(xiàng)。 此項(xiàng)使主機(jī)能夠接受ARP廣播。當(dāng)查看緩存時，該項(xiàng)不會顯示。 每條ARP緩存記錄的生命周期為10分鐘，2分鐘內(nèi)未用則刪除。緩存容量滿時，刪除最老的記錄。 加入靜態(tài)(永久)記錄通過添加靜態(tài)ARP項(xiàng)可減少A

7、RP請求訪問主機(jī)的次數(shù)。 ARP包的結(jié)構(gòu) ARP結(jié)構(gòu)的字段如下： 硬件類型-使用的硬件(網(wǎng)絡(luò)訪問層)類型。 協(xié)議類型-解析過程中的協(xié)議使用以太類型的值。 硬件地址長度-硬件地址的字節(jié)長度，對于以太網(wǎng)和令牌環(huán)來說，其長度為6字節(jié)。 協(xié)議地址長度-協(xié)議地址字節(jié)的長度，IP的長度是4字節(jié)。 操作號-指定當(dāng)前執(zhí)行操作的字段。 發(fā)送者的硬件地址-發(fā)送者的硬件地址。 發(fā)送者的協(xié)議地址-發(fā)送者的協(xié)議地址。 目的站硬件地址-目標(biāo)者的硬件地址。 目的站協(xié)議地址-目標(biāo)者的協(xié)議地址。 3、ICMP和IGMP internet控制消息協(xié)議ICMP是用于報(bào)告錯誤并代表IP對消息進(jìn)行控制。 IP運(yùn)用互聯(lián)組管理協(xié)議IGMP

8、來告訴路由器，某一網(wǎng)絡(luò)上指導(dǎo)組中的可用主機(jī)。 ICMP ICMP源抑制消息：當(dāng)TCP/IP主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)到另一主機(jī)時，如果速度達(dá)到路由器或者鏈路的飽和狀態(tài)，路由器發(fā)出一個ICMP源抑制消息。 ICMP數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu) 類型：一個8位類型字段，表示ICMP數(shù)據(jù)包類型。 代碼：一個8位代碼域，表示指定類型中的一個功能。如果一個類型中只有一種功能，代碼域置為0。 檢驗(yàn)和：數(shù)據(jù)包中ICMP部分上的一個16位檢驗(yàn)和。 指定類型的數(shù)據(jù)隨每個ICMP類型變化的一個附加數(shù)據(jù)。 IGMP IGMP信息傳給別的路由器以使每個支持多路廣播的路由器獲知哪個主機(jī)組和哪個網(wǎng)絡(luò)中。 IGMP包結(jié)構(gòu) 版本：IGMP的版本，值一般為0

9、x1h。 類型：IGMP消息的類型。0x1h類型稱為主機(jī)成員請求，在多路廣播路由器上用于指定多級組中的任何成員輪詢一個網(wǎng)絡(luò)。0x2h類型稱為主機(jī)成員報(bào)告，在主機(jī)上用于發(fā)布指定組中的成員情況或?qū)σ粋€路由器的主機(jī)成員請求進(jìn)行回答。 未用：未用的域名被發(fā)送者置零且被接收者忽略。 檢驗(yàn)和：IGMP頭的一個16位檢驗(yàn)和。 組地址：主機(jī)用該組地址在一個主機(jī)成員請求中存儲IP多路廣播地址。在主機(jī)成員請求中，組地址被全置零，而且硬件級的多路廣播地址被用來標(biāo)示主機(jī)組。 4、IP IP是一個無連接的協(xié)議，主要就是負(fù)責(zé)在主機(jī)間尋址并為數(shù)據(jù)包設(shè)定路由，在交換數(shù)據(jù)前它并不建立會話。因?yàn)樗槐ＷC正確傳遞，另一方面，數(shù)據(jù)在

10、被收到時，IP不需要收到確認(rèn)，所以它是不可靠的。有一些字段，在當(dāng)數(shù)據(jù)從傳輸層傳下來時，會被附加在數(shù)據(jù)包中，我們來看一下這些字段： 源IP地址：用IP地址確定數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送者。 目標(biāo)IP地址：用IP地址確定數(shù)據(jù)報(bào)目標(biāo)。 協(xié)議：告知目的機(jī)的IP是否將包傳給TCP或UDP。 檢查和：一個簡單的數(shù)學(xué)計(jì)算，用來證實(shí)收到的包的完整性。 TTL生存有效時間：指定一個數(shù)據(jù)報(bào)被丟棄之前，在網(wǎng)絡(luò)上能停留多少時間(以秒計(jì))。它避免了包在網(wǎng)絡(luò)中無休止循環(huán)。路由器會根據(jù)數(shù)據(jù)在路由器中駐留的時間來遞減TTL。其中數(shù)據(jù)報(bào)通過一次路由器，TTL至少減少一秒。根據(jù)我們前面提到關(guān)于ARP的知識，如果IP地址目標(biāo)為本地地址時，IP將數(shù)

11、據(jù)包直接傳給那個主機(jī)；如果目標(biāo)地址為遠(yuǎn)程地址的話，IP在本地的路由表中查找遠(yuǎn)程主機(jī)的路由(看來好象我們平時撥114一樣)。如果找到一個路由，IP用它傳送數(shù)據(jù)包。如果沒找到呢，就會將數(shù)據(jù)包發(fā)送到源主機(jī)的缺省網(wǎng)關(guān)，也稱之為路由器。(很多時候一直在搞網(wǎng)關(guān)和路由器的定義，其實(shí)我覺得在學(xué)的時候不一定死摳概念，現(xiàn)在硬件和軟件結(jié)合的產(chǎn)品越來越多了，一時很分清的，只要我們運(yùn)用的時候可以解決實(shí)際問題嘛。)這樣當(dāng)路由器收到一個包后，該包向上傳給IP： (1)如果交通阻塞(聽起來蠻可怕的)，包在路由器中停滯，TTL至少減1或更多。要是它降到0的話，包就會被拋棄。 (2)如果對于下一網(wǎng)絡(luò)來說包太大的話，IP會將它分割

12、成若干個小包。 (3)如果包被分解，IP為每個新包制造一個新頭，其中包括：一個標(biāo)志，用來顯示其它小包在其后；一個小包ID，用來確定所有小包是一起的；一個小包偏移，用來告訴接收主機(jī)怎么重新組合它們。 (4)IP計(jì)算一個新的檢驗(yàn)和。 (5)IP獲取一個路由的目標(biāo)硬件地址。 (6)IP轉(zhuǎn)發(fā)包。 在下一主機(jī)，包被發(fā)送到TCP或UDP。每個路由器都要重復(fù)該過程。直到包到達(dá)最終目的地。當(dāng)包到達(dá)最終目的地后，IP將小包組裝成原來的包。 5、TCP TCP是一種可靠的面向連接的傳送服務(wù)。它在傳送數(shù)據(jù)時是分段進(jìn)行的，主機(jī)交換數(shù)據(jù)必須建立一個會話。它用比特流通信，即數(shù)據(jù)被作為無結(jié)構(gòu)的字節(jié)流。通過每個TCP傳輸?shù)淖?/p>

13、段指定順序號，以獲得可靠性。如果一個分段被分解成幾個小段,接收主機(jī)會知道是否所有小段都已收到。通過發(fā)送應(yīng)答，用以確認(rèn)別的主機(jī)收到了數(shù)據(jù)。對于發(fā)送的每一個小段，接收主機(jī)必須在一個指定的時間返回一個確認(rèn)。如果發(fā)送者未收到確認(rèn)，數(shù)據(jù)會被重新發(fā)送；如果收到的數(shù)據(jù)包損壞，接收主機(jī)會舍棄它，因?yàn)榇_認(rèn)未被發(fā)送，發(fā)送者會重新發(fā)送分段。 端口 SOCKETS實(shí)用程序使用一個協(xié)議端口號來標(biāo)明自己應(yīng)用的唯一性。端口可以使用0到65536之間的任何數(shù)字。在服務(wù)請求時，操作系統(tǒng)動態(tài)地為客戶端的應(yīng)用程序分配端口號。 套接字 套接字在要領(lǐng)上與文件句柄類似，因?yàn)槠涔δ苁亲鳛榫W(wǎng)絡(luò)通信的終結(jié)點(diǎn)。一個應(yīng)用程序通過定義三部分來產(chǎn)生一

14、個套接字：主機(jī)IP地址、服務(wù)類型(面向連接的服務(wù)是TCP，無連接服務(wù)是UDP)、應(yīng)用程序所用的端口。 TCP端口 TCP端口為信息的傳送提供定地點(diǎn)，端口號小于256的定義為常用端口。 TCP的三次握手 TCP對話通過三次握手來初始化。三次握手的目的是使數(shù)據(jù)段的發(fā)送和接收同步；告訴其它主機(jī)其一次可接收的數(shù)據(jù)量，并建立虛連接。我們來看看這三次握手的簡單過程： (1)初始化主機(jī)通過一個同步標(biāo)志置位的數(shù)據(jù)段發(fā)出會話請求。 (2)接收主機(jī)通過發(fā)回具有以下項(xiàng)目的數(shù)據(jù)段表示回復(fù)：同步標(biāo)志置位、即將發(fā)送的數(shù)據(jù)段的起始字節(jié)的順序號、應(yīng)答并帶有將收到的下一個數(shù)據(jù)段的字節(jié)順序號。 (3)請求主機(jī)再回送一個數(shù)據(jù)段，并

15、帶有確認(rèn)順序號和確認(rèn)號。 TCP滑動窗口 TCP滑動窗口用來暫存兩臺主機(jī)間要傳送的數(shù)據(jù)，有點(diǎn)類似CACHE。每個TCP/IP主機(jī)有兩個滑動窗口：一個用于接收數(shù)據(jù)，另一個用于發(fā)送數(shù)據(jù)。 6、UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP提供了無連接的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。它適用于無須應(yīng)答并且通常一次只傳送少量數(shù)據(jù)的應(yīng)用軟件。 UDP端口 端口作為多路復(fù)用的消息隊(duì)列使用。 15 NETSTAT 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài) 53 DOMAIN 域名服務(wù)器 69 TFTP 平凡文件傳送協(xié)議 137 NETBIOS-NS NETBIOS命令服務(wù) 138 NETBIOS-DGM NETBIOS數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù) 161 SNMP SNMP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器 IP地址

16、分配 1、IP地址 IP地址標(biāo)識著網(wǎng)絡(luò)中一個系統(tǒng)的位置。我們知道每個IP地址都是由兩部分組成的：網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號。其中網(wǎng)絡(luò)號標(biāo)識一個物理的網(wǎng)絡(luò)，同一個網(wǎng)絡(luò)上所有主機(jī)需要同一個網(wǎng)絡(luò)號，該號在互聯(lián)網(wǎng)中是唯一的；而主機(jī)號確定網(wǎng)絡(luò)中的一個工作端、服務(wù)器、路由器其它TCP/IP主機(jī)。對于同一個網(wǎng)絡(luò)號來說，主機(jī)號是唯一的。每個TCP/IP主機(jī)由一個邏輯IP地址確定。 網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號 IP地址有兩種表示形式：二進(jìn)制表示(1和0太多了就搞不清)和點(diǎn)分十進(jìn)制表示。每個IP地址的長度為4字節(jié)，由四個8位域組成，我們通常稱之為八位體。八位體由句點(diǎn).分開，表示為一個0-255之間的十進(jìn)制數(shù)。一個IP地址的4個域分別標(biāo)明

17、了網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號。 2、地址類型 為適應(yīng)不同大小的網(wǎng)絡(luò)，internet定義了5種IP地址類型。 可以通過IP地址的前八位來確定地址的類型： 類型 IP形式 網(wǎng)絡(luò)號 主機(jī)號 A類 w.x.y.z w x.y.z B類 w.x.y.z w.x y.z C類 w.x.y.z w.x.y z 我們來看一下這5類地址： A類地址：可以擁有很大數(shù)量的主機(jī)，最高位為0，緊跟的7位表示網(wǎng)絡(luò)號，余24位表示主機(jī)號，總共允許有126個網(wǎng)絡(luò)。 B類地址：被分配到中等規(guī)模和大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中，最高兩位總被置于二進(jìn)制的10，允許有16384個網(wǎng)絡(luò)。 C類地址：被用于局域網(wǎng)。高三位被置為二進(jìn)制的110，允許大約200萬個網(wǎng)

18、絡(luò)。 D類地址：被用于多路廣播組用戶，高四位總被置為1110，余下的位用于標(biāo)明客戶機(jī)所屬的組。E類地址是一種僅供試驗(yàn)的地址。 3、地址分配指南 在分配網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號時應(yīng)遵守以下幾條準(zhǔn)則： (1)網(wǎng)絡(luò)號不能為127。大家知道該標(biāo)識號被保留作回路及診斷功能，還記得平時ping ？ (2)不能將網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號的各位均置1。如果每一位都是1的話，該地址會被解釋為網(wǎng)內(nèi)廣播而不是一個主機(jī)號。(TCP/IP是一個可廣播的協(xié)議嘛) (3)相應(yīng)于上面一條，各位均不能置0，否則該地址被解釋為“就是本網(wǎng)絡(luò)”。 (4)對于本網(wǎng)絡(luò)來說，主機(jī)號應(yīng)該是唯一。(否則會出現(xiàn)IP地址已分配或有沖突之類的錯誤)

19、分配網(wǎng)絡(luò)號 對于每個網(wǎng)絡(luò)以及廣域連接，必須有唯一的網(wǎng)絡(luò)號，主機(jī)號用于區(qū)分同一物理網(wǎng)絡(luò)中的不同主機(jī)。如果網(wǎng)絡(luò)由路由器連接，則每個廣域連接都需要唯一的網(wǎng)絡(luò)號。 分配主機(jī)號 主機(jī)號用于區(qū)分同一網(wǎng)絡(luò)中不同的主機(jī)，并且主機(jī)號應(yīng)該是唯一的。所有的主機(jī)包括路由器間的接口，都應(yīng)該有唯一的網(wǎng)絡(luò)號。路由器的主機(jī)號，要配置成工作站的缺省網(wǎng)關(guān)地址。 有效的主機(jī)號 A類：w.0.0.1-w.255.255.254 B類：w.x.0.1-w.x.255.254 C類：w.x.y.1-w.x.y.254 4、子網(wǎng)屏蔽和IP地址 TCP/IP上的每臺主機(jī)都需要用一個子網(wǎng)屏蔽號。它是一個4字節(jié)的地址，用來封裝或“屏蔽”IP地址

20、的一部分，以區(qū)分網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)還沒有劃分為子網(wǎng)時，可以使用缺省的子網(wǎng)屏蔽；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)被劃分為若干個子網(wǎng)時，就要使用自定義的子網(wǎng)屏蔽了。 缺省值 我們來看看缺省的子網(wǎng)屏蔽值，它用于一個還沒有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。即使是在一個單段網(wǎng)絡(luò)上，每臺主機(jī)也都需要這樣的缺省值。它的形式依賴于網(wǎng)絡(luò)的地址類型。在它的4個字節(jié)里，所有對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)號的位都被置為1，于是每個八位體的十進(jìn)制值都是255；所有對就主機(jī)號的位都置為0。例如：C類網(wǎng)地址和相應(yīng)的缺省屏蔽值。 確定數(shù)據(jù)包的目的地址 我們說把屏蔽值和IP地址值做“與”的操作其實(shí)是一個內(nèi)部過程，它用來確定一個數(shù)據(jù)包是傳給本

21、地還是遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)。其相應(yīng)的操作過程是這樣的：當(dāng)TCP/IP初始化時，主機(jī)的IP地址和子網(wǎng)屏蔽值相“與”。在數(shù)據(jù)包被發(fā)送之前，再把目的地址也和屏蔽值作“與”，這樣如果發(fā)現(xiàn)源IP地址和目的IP地址相匹配，IP協(xié)議就知道數(shù)據(jù)包屬于本地網(wǎng)上的某臺主機(jī)；否則數(shù)據(jù)包將被送到路由器上。 注：我們知道“與”操作是將IP地址中的每一位與子網(wǎng)屏蔽中相應(yīng)的位按邏輯與作比較。 建立子網(wǎng) 1、 子網(wǎng)簡介 一個網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上可能會有多個物理網(wǎng)段，我們把這些網(wǎng)段稱之為子網(wǎng)，其使用的IP地址是由某個網(wǎng)絡(luò)號派生而得到的。將一個網(wǎng)絡(luò)劃分成若干個子網(wǎng)，需要使用不同的網(wǎng)絡(luò)號或子網(wǎng)號。當(dāng)然了，劃分子網(wǎng)有它的優(yōu)點(diǎn)，通過劃分子網(wǎng)，每個單

22、位可以將復(fù)雜的物理網(wǎng)段連接成一個網(wǎng)絡(luò)，并且可以： (1) 混合使用多種技術(shù)，比如以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)。(最流行的兩種接口都支持了哦) (2) 克服當(dāng)前技術(shù)的限制，比如突破每段主機(jī)的最大數(shù)量限制。 (3) 通過重定向傳輸以及減少廣播等傳輸方式以減輕網(wǎng)絡(luò)的擁擠。 實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)劃分 在動手劃分子網(wǎng)之前，我們一定要先分析一下自己的需求以及將來的規(guī)劃。一般情況下我們遵循這樣的準(zhǔn)則： (1) 確定網(wǎng)絡(luò)中的物理段數(shù)量。(就是子網(wǎng)個數(shù)嘛) (2) 確定每個子網(wǎng)需要的主機(jī)數(shù)。注意一個主機(jī)至少一個IP地址。 (3) 基于此需求，定義：整個網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)屏蔽、每個子網(wǎng)唯一的子網(wǎng)號和每個子網(wǎng)的主機(jī)號范圍。 子網(wǎng)屏蔽位 在定義一個

23、子網(wǎng)屏蔽之前，確定一下將來需要的子網(wǎng)數(shù)量及每子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)是必不可少的一步。因?yàn)楫?dāng)更多的位用于子網(wǎng)屏蔽時，就有更多的可用子網(wǎng)了，但每個子網(wǎng)中的主機(jī)數(shù)將減少。(這和定義IP地址的概念正好相反) 2、定義子網(wǎng)屏蔽 將網(wǎng)絡(luò)劃分成若干個子網(wǎng)時，必須要定義好子網(wǎng)屏蔽。我們來看看定義的步驟： (1)確定物理網(wǎng)段也就是子網(wǎng)的個數(shù)，并將這個數(shù)字轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。比如B類地址，分6個子網(wǎng)就是110。 (2)計(jì)算物理網(wǎng)段數(shù)(子網(wǎng)數(shù))的二進(jìn)制位數(shù)，這里是110，所以需要3位。 (3)以高位順序(從左到右)將這個反碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十進(jìn)制值，因?yàn)樾枰?位，就將主機(jī)號前3位作為子網(wǎng)號，這里是11100000，所以屏蔽就是255

24、.255.254.0。 3、定義子網(wǎng)號 子網(wǎng)號與子網(wǎng)屏蔽的位數(shù)相同。 (1)列出子網(wǎng)號按高到低的順序使用的位數(shù)。例如子網(wǎng)屏蔽使用了3位，二進(jìn)制值是11100000。 (2)將最低的一位1轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，用這個值來定義子網(wǎng)的增量。這個例子中是1110，所以增量是32。 (3)用這個增量迭加從0開始的子網(wǎng)號，直到下一個值為256。這個例子中就是w.x.32.1-w.x.63.254、w.x.64.1-w.x.127.254等。 4、定義子網(wǎng)中的主機(jī)號 從上面的例子看出，一旦定義了子網(wǎng)號，就已經(jīng)確定了每個子網(wǎng)的主機(jī)號了。我們在做每次增量后得出的值表明了子網(wǎng)中主機(jī)號范圍的起始值。 確定每個子網(wǎng)中的主機(jī)數(shù)

25、目(1)計(jì)算主機(jī)號可用的位數(shù)。例如在B類網(wǎng)中用3位定義了網(wǎng)絡(luò)號，那么余下的13位定義了主機(jī)號。 (2)將這個余下的位數(shù)也就是主機(jī)號轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，再減去1。例如13位值1111111111111轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制的話就是8191，所以這個網(wǎng)絡(luò)中每個子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)就是8190了。 實(shí)現(xiàn)IP路由 1、IP路由簡介 路由就是選擇一條數(shù)據(jù)包傳輸路徑的過程。當(dāng)TCP/IP主機(jī)發(fā)送IP數(shù)據(jù)包時，便出現(xiàn)了路由，且當(dāng)?shù)竭_(dá)IP路由器還會再次出現(xiàn)。路由器是從一個物理網(wǎng)向另一個物理網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)包的裝置，路由器通常被稱為網(wǎng)關(guān)。對于發(fā)送的主機(jī)和路由器而言，必須決定向哪里轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。在決定路由時，IP層查詢位于內(nèi)存中的路由表。 (1

26、)當(dāng)一個主機(jī)試圖與另一個主機(jī)通信時，IP首先決定目的主機(jī)是一個本地網(wǎng)還是遠(yuǎn)程網(wǎng)。 (2)如果目的主機(jī)是遠(yuǎn)程網(wǎng)，IP將查詢路由表來為遠(yuǎn)程主機(jī)或遠(yuǎn)程網(wǎng)選擇一個路由。 (3)若未找到明確的路由，IP用缺省的網(wǎng)關(guān)地址將一個數(shù)據(jù)傳送給另一個路由器。 (4)在該路由器中，路由表再次為遠(yuǎn)程主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)查詢路由，若還未找到路由，該數(shù)據(jù)包將發(fā)送到該路由器的缺省網(wǎng)關(guān)地址。每發(fā)現(xiàn)一條路由，數(shù)據(jù)包被轉(zhuǎn)送下一級路由器，稱為一次“跳步”，并最終發(fā)送至目的主機(jī)。若未發(fā)現(xiàn)任何一個路由，源主機(jī)將收到一個出錯信息。TCP/IP協(xié)議是一個比較復(fù)雜的協(xié)議集，有很多專業(yè)書籍介紹。在此，我僅介紹其與編程密切相關(guān)的部分：以太網(wǎng)上TCP/IP

27、協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)及其報(bào)文格式。我們知道TCP/IP協(xié)議采用分層結(jié)構(gòu)，其分層模型及協(xié)議如下表：應(yīng)用層(Application)HTTP、Telnet、FTP、SMTP、SNMP傳輸層(Transport)TCP、UDP網(wǎng) 間 網(wǎng)層(Internet)IP【ARP、RARP、ICMP】網(wǎng)絡(luò)接口層(Network)Ethernet、X.25、SLIP、PPP協(xié)議采用分層結(jié)構(gòu)，因此，數(shù)據(jù)報(bào)文也采用分層封裝的方法。下面以應(yīng)用最廣泛的以太網(wǎng)為例說明其數(shù)據(jù)報(bào)文分層封裝，如下圖所示：任何通訊協(xié)議都有獨(dú)特的報(bào)文格式，TCP/IP協(xié)議也不例外。對于通訊協(xié)議編程，我們首先要清楚其報(bào)文格式。由于TCP/IP協(xié)議采用分層模型，各層都有專用的報(bào)頭，以下就簡單介紹以太網(wǎng)下T