入门级教程!简单介绍下TCP/IP协议
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol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年代,是用于互联网的第一套协议。
1.1 TCP/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:
·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IP
Internet 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: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。
1.5 子网的划分
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。
1.5.1 Subnet Mask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IP Address,而跟随着IP Address的是所谓的NetMask,这个NetMask主要的目的是由IP Address中也能获得NetworkNumber,也就是说IP Address和Net Mask作AND而得到Network Number,如下所示:
IP Address
192.10.10.611000000.00001010.00001010.00000110
NetMask
255.255.255.011111111.11111111.11111111.00000000
AND
-------------------------------------------------------------------
Network Number
192.10.10.011000000.00001010.00001010.00000000
NetMask有所谓的预设值,如下所示
Class IP Address 范围 Net Mask
A 1.0.0.0-126.255.255.255255.0.0.0
B 128.0.0.0-191.255.255.255255.255.0.0
C 192.0.0.0-223.255.255.255255.255.255.0
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203.67.10.0-203.67.10.255 NetMask255.255.255.0,203.67.10.0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
192.10.10.193--11000000.00001010.00001010.10000001
255.255.255.0--11111111.11111111.11111111.00000000
--------------------------------------------------------------
192.10.10.0--11000000.00001010.00001010.00000000
以上是以255.255.255.0为Net Mask的结果,Network Number是192.10.10.0,若是使用255.255.255.224作Net Mask结果便有所不同
192.10.10.193--11000000.00001010.00001010.10000000
255.255.255.224--11111111.11111111.11111111.11100000
--------------------------------------------------------------
192.10.10.192--11000000.00001010.00001010.10000000
此时Network Number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Network Number
NetMask二进位表示法可分几个Network
255.255.255.011111111.11111111.11111111.000000001
255.255.255.128
11111111.11111111.11111111.100000002
255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.110000004
255.255.255.224
11111111.11111111.11111111.111000008
255.255.255.240
11111111.11111111.11111111.1111000016
255.255.255.248
11111111.11111111.11111111.1111100032
255.255.255.252
11111111.11111111.11111111.1111110064
以下使用255.255.255.224将C Class203.67.10.0分成8组Net work Number,各个Network Number及其Broadcast IP Address及可使用之IP Address序号Network Number Broadcast可使用之IP Address
(1)203.67.10.0--203.67.10.31
203.67.10.1--203.67.10.30
(2)203.67.10.32--203.67.10.63
203.67.10.33--203.67.10.62
(3)203.67.10.64--203.67.10.95
203.67.10.65--203.67.10.94
(4)203.67.10.96--203.67.10.127
203.67.10.97--203.67.10.126
(5)203.67.10.128--203.67.10.159
203.67.10.129--203.67.10.158
(6)203.67.10.160--203.67.10.191
203.67.10.161--203.67.10.190
(7)203.67.10.192--203.67.10.223
203.67.10.193--203.67.10.222
(8)203.67.10.224--203.67.10.255
203.67.10.225--203.67.10.254
可验证所使用的IP Address是否如上表所示
203.67.10.115--11001011.01000011.00001010.01110011
255.255.255.224--11111111.11111111.11111111.11100000
--------------------------------------------------------------
203.67.10.96--11001011.01000011.00001010.01100000
203.67.10.55--11001011.01000011.00001010.00110111
255.255.255.224--11111111.11111111.11111111.11100000
--------------------------------------------------------------
203.67.10.32--11001011.01000011.00001010.00100000
其他的NetMask所分成的NetworkNumber可自行以上述方法自行推演出来。
1.5.3 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,当然二网络间也可以Remote Bridge连接,那便没有使用Subnet的问题。
1.6 几个常用的程序
1.6.1 ping
1.6.2 winipcfg
1.6.3 tracert
这个程序的功能是判定数据包到达目的主机所经过的路径、显示数据包经过的中继节点清单和到达时间。还可以使用参数-d决定是否解析主机名。
1.6.4 netstat